AGRIS - 

2013

Kirsta, Yu.B. | Kurepina, N.Yu. | Lovtskaya, O.V., Russian Academy of Sciences. Siberian Branch, Barnaul (Russian Federation). Institute of Aquatic and Ecological Problems

The method for prediction of regional climate changes in the grain producing territories with temperate climate was developed based on the mathematical simulation model of agroclimatic potential and climatic trends. The forecast of air temperature, precipitation amount and agroclimatic potential for 60 municipal districts of the Altai Region was made up to 2020. The forecast was performed by solving the inverse problem based on climatic data of reanalysis and state crop statistics. For each municipal district we defined (а) annual phonological time passage of grain crops; (b) monthly (including winter) dynamics of soil moisture per each year; (c) annual expected crops and its amount; (d) average values of average monthly air temperature and monthly precipitation for the long-term period under study; (d) air temperature and precipitation trends of many years; (е) land use efficiency trend of many years; (f) long-term dynamics of agroclimatic potential. According to the forecast, in 55 districts of the Altai Region that potential will increase, whereas in 5 districts will decrease because the land use efficiency goes down. The prognostic software by using as parameters the seasonal meteorological forecast model for forecasting the grain crops in the current year. The evaluation of land management efficiency performed by means of the software makes it possible to assess the quality of grain production management both at the Altai Region and district level. | На основе имитационной математической модели агроклиматического потенциала и климатических трендов предложена методика прогноза региональных изменений климата для зернопроизводящих территорий умеренной зоны. Выполнен прогноз температуры воздуха, осадков и агроклиматического потенциала до 2020 г. для 60 муниципальных районов Алтайского края. Прогноз осуществлен путем решения обратной математической задачи по климатическим данным реанализа и данным государственной статистики об урожаях зерновых. При этом для каждого муниципального района Алтайского края определялись: а) ежегодный ход фенологического развития растений (зерновых); б) ежегодная помесячная динамика влажности почвы, включая зимний период; в) процесс формирования ожидаемого урожая каждого года и его величина; г) среднемноголетние значения среднемесячных температур воздуха и месячных осадков для исследуемого многолетнего периода; д) многолетние тренды температур воздуха и осадков; е) многолетний тренд эффективности землепользования; ж) многолетняя динамика агроклиматического потенциала. Согласно прогнозу агроклиматический потенциал в 55 районах Алтайского края будет увеличиваться и в 5 - уменьшаться вследствие снижения эффективности землепользования. Разработанный прогностический комплекс можно также использовать для оперативного прогноза урожаев зерновых в текущем году путем использования в качестве параметров модели сезонных метеорологических прогнозов. Выполненные с помощью комплекса оценки эффективности землепользования позволяют объективно оценить качество управления зернопроизводством как на уровне края, так и уровне отдельных муниципальных районов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Pivovarova, E.G., Altai State Agrarian Univ., Barnaul

Based on the historic data, the forecasts of climatic parameters change have been developed by 4 global climate models (CCSM, ECHAM, HAD, INMC) for the period of 2020-2099. There were considered 2 possible scenarios: with slightly changing carbon emission (B1) and with greatly increasing thereof (A2). When the B1 scenario is implemented, the increase in the average yearly temperature will make +1-2 degrees C, and the maximum increase is forecasted by CCSM model. According to the A2 scenario, the increase in the average yearly temperature may reach as much as +4.5-6 degrees C. The analysis of yearly precipitation amount variations has not revealed any certain change trend for the period of 2020-2099. However, with the average long-term precipitation amount of 495 mm for the historical period, all forecasts suggest on the increase in total precipitation amount up to 500-700 mm. Based on daily average parameters forecasts (CCSM model, A2 scenario) and information-logical model, spring wheat yields were calculated for 36 combination variants of cultivation technology elements. The predicted increase in the frequency of years with the weather conditions critical for spring wheat production during the periods of 2040-2059 and 2080-2099. Regarding agronomic practices, reliable increases can be provided by forecrops only; the effect of tillage techniques, fertilizers and plant protection measures on the yield capacity was not great. The main elements of agronomic practices guaranteeing the regional food security should be adapted for the new conditions crop rotations, new varieties, and different dates of technological operations. | На основе исторических данных разработаны прогнозы изменения климатических параметров по 4 глобальным климатическим моделям (ССSM, ECHAM, HAD, INMC) на период с 2020 по 2099 г. Рассмотрено 2 возможных сценария: с незначительным изменением эмиссии углерода (B1) и с ее существенным повышением (А2). При реализации сценария В1 увеличение средней годовой температуры составит +1-2 град. С, максимальный прирост дает модель CCSM. Согласно сценарию А2 увеличение среднегодовой температуры может достичь 4,5-6 град. С. Анализ вариации годового количества осадков не выявил определенной тенденции к изменению за период 2020-2099 гг. Однако при среднем многолетнем количестве осадков 495 мм за истекший период все прогнозы указывают на увеличение суммы осадков до 500-700 мм. На основе прогнозов среднесуточных параметров (модель ССSM сценарий А2) и информационно-логической модели рассчитана урожайность яровой пшеницы для 36 вариантов сочетания различных элементов агротехнологии. Прогнозируемся увеличение частоты лет с критическими для производства яровой пшеницы погодными условиями в периоды 2040-2059 и 2080-2099 гг. Среди агротехнических приемов достоверную прибавку урожайности может обеспечить только использование предшественников. Влияние способа обработки почвы, удобрений и средств защиты растений на урожайность было незначительным. Основными инструментами агротехнологии, гарантирующими продовольственную безопасность региона, должны стать адаптированные для новых условий севообороты, новые сорта, изменение сроков проведения технологических операций.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Zhuchenko, A.A., Russian Academy of Agricultural Sciences, Moscow

Among the main causes for crisis state in agriculture of the RF is violation of the requirement for locating cultivated kinds of plants in most favorable for their cultivation soil and climatic macro-, meso- and micro-zones. Nowadays, a majority of agricultural production is concentrated in the south less saturated zones of the RF, where a probability of droughts is 60-70%. Loss of an amount and quantity of yield in unfavorable, even more so extreme years reaches 50-90%. Northwarding Russian agriculture allows greatly increasing compared to the steppe zone animal, especially dairy production, as wet climate zones in warming conditions have more possibilities to intensify meadow cultivation and feed production. The evaluation of agroclimatic conditions for cultivating basic agricultural crops usually includes: 1) the analysis of the influence from meteorological conditions on crop yield and rate of crop development; 2) elaborating on that basis the quantitative model 'weather-crop yield'; 3) determining the boundaries of possible crop area in climatic conditions; 4) putting forward within the area such zones that differ in degree of favorability of climatic conditions for yield formation. Underestimating the specifics of adaptive reactions in cultivated plants, extrapolating the local meteorological data to larger area, especially located under conditions of cross country relief, leads to rough mistakes. The modern achievements in the field of microclimatology and geomorphology enable to elaborate qualitatively new average- and large-scale models of agroclimatic macro-, meso- and micro-zoning in territory. It became possible to define even microclimatic parameters, permitting to specify by calculating method the background information about climate in particular area, including under conditions of hill relief, compile complex microclimatic maps for separate farms, create cartographic information bases, etc. | Среди причин кризисного состояния сельского хозяйства РФ – нарушение требования размещать культивируемые виды растений в наиболее благоприятных для их возделывания почвенно-климатических макро-, мезо- и микрозонах. В настоящее время большая часть производства с.-х. продукции сосредоточена в южных, наименее увлажненных зонах РФ, где вероятность проявления засух составляет 60-70%. Потери величины и качества урожая в неблагоприятные, а тем более в экстремальные годы достигают 50-90%. Продвижение отечественного сельского хозяйства на север дает возможность значительно повысить по сравнению со степной зоной производство животноводческой, особенно молочной продукции, т.к. зоны более влажного климата в условиях потепления имеют больше возможностей для интенсификации луговодства и кормопроизводства. Оценка агроклиматических условий возделывания основных с.-х. культур обычно включает: 1) анализ влияния метеорологических условий на урожай и темпы развития культуры; 2) разработку на этой основе количественной модели «погода-урожай»; 3) определение границ возможного по климатическим условиям ареала культуры; 4) выделение внутри него зон, различающихся по степени благоприятствования климатических условий формированию урожая. Недооценка специфики адаптивных реакций культивируемых растений и экстраполяция локальных метеоданных на большую площадь, особенно расположенную в условиях пересеченного рельефа, приводит к грубым ошибкам. Современные достижения в области микроклиматологии и геоморфологии позволяют разрабатывать качественно новые средне- и крупномасштабные модели агроклиматического макро-, мезо- и микрорайонирования территории. Возможно стало определять микроклиматические параметры, позволяющие уточнять расчетным путем фоновую информацию о климате в конкретной местности, в т. ч. в условиях холмистого рельефа, составлять комплексные микроклиматические карты для отдельных хозяйств, создавать картографические информационные базы и т.д.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation