Агроклиматическая оценка условий формирования урожая озимой пшеницы в Ростовской области

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2003, том 9, № 19-20

=========== ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ =============

ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ

УДК 631.435

АГРОКЛИМАТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

© 2003 г. А. В. Удалов, М. А. Збраилов

Донской государственный аграрный университет, 346493, Ростовская область, Октябрьский район, п. Персиановский, Россия

Обострение экологической ситуации и увеличение антропогенных нагрузок на агроэкосистемы вызывают необходимость решения проблемы рационального растениеводства. В настоящее время наибольшую актуальность приобрела задача научно обоснованного размещения сельскохозяйственных культур по природно — экономическим зонам и районам, с преимущественным ростом производства того вида сельскохозяйственной продукции, для которого имеются наилучшие условия и достигается наибольшая экономия энергетических затрат технологий выращивания и переработки.

Наиболее распространенным способом обоснования размещения сельскохозяйственных культур является оценка агроклиматических условий формирования урожая. Это дает возможность периодически корректировать ареалы из — за некоторого изменения агроклиматических условий и более рационально размещать основные полевые культуры в пределах определенных территорий.

Агроклиматические ресурсы Ростовской области определены тем, что она относится к зоне недостаточного увлажнения с умеренно — континентальным климатом, но на фоне плодородных почв это позволяет получать здесь высокие урожаи озимой пшеницы. Однако, неблагоприятное сочетание агроклиматических условий в отдельные годы и в отдельных частях природохозяйственных зон (засухи, пыльные бури, град, низкие температуры в зимний период и заморозки в весенний) вызывает колебание показателей урожайности на территории всей области.

Для проведения агроклиматической оценки условий формирования урожая озимой пшеницы в пределах шести природно —хозяйственных зон Ростовской области нами была проведена статистическая обработка многолетних показателей урожайности (1959-1996) методом корреляционного анализа и установлена зависимость их от основных агроклиматических показателей вегетационного периода.

Восточная зона отличается от других климатических зон Ростовской области более резко выраженным континентальным климатом. Недостаток влаги в этих условиях ощущается более сильно, что непосредственно оказывает влияние на формирование самой низкой по области продуктивности озимой пшеницы. Однако почвенно — климатические условия неоднородны и в границах зоны, о чем свидетельствует различная урожайность по районам (табл. 1).

Корреляционный анализ зависимости урожайности озимой пшеницы от некоторых агроклиматических факторов периода вегетации показал, что продуктивность посевов находится в прямой зависимости от глубины промачивания почвы на начало весны, запасов влаги в промоченном слое, запасов влаги в метровом слое на дату колошения, суммы осадков за апрель —июнь. Сумма осадков в период сентябрь —октябрь оказывает существенное положительное влияние на урожай только в Заветинском районе, в остальных районах действие этого фактора находится за порогом существенности. Из факторов, отрицательно влияющих на продуктивность посевов озимой пшеницы, выделяются такие, как число дней с влажностью воздуха ниже 30% в мае и июне, а также сумма активных температур за апрель —июнь. Существенная связь последнего фактора с урожайностью наблюдается в Заветинском, Орловском, Ремонтненском районах.

80 УДАЛОВ, ЗБРАИЛОВ

Таблица 1. Коэффициенты корреляции связей урожайности озимой пшеницы с агроклиматическими факторами периода вегетации в восточной зоне Ростовской области (19591996 гг.). Table 1. Coefficient of correlation between winter wheat crop capacity and agroclimatic actors of vegetation period in the east part of Rostov region (1959-1996 гг.).

Агроклиматические показатели Районы

Заветинский Орловский Зимовни-ковский Дубовски Ремонтнен-ский

Средняя многолетняя 10.5 16.9 15.3 13.9 12.4

урожайность, ц/га

Глубина промачивания почвы на 0.64 0.62 0.64 0.47 12.4

начало весны, см,

Запасы влаги в промоченном слое, 0.64 0.63 0.63 0.48 0.39

мм,

Запасы влаги в метровом слое на 0.82 0.67 0.57 0.53 0.64

дату колошения, мм,

Сумма осадков за сентябрь- 0.42 -0.002 0.09 0.28 0.052

октябрь, мм,

Сумма осадков за ноябрь-март, мм, 0.25 0.12 0.23 0.18 0.24

Сумма осадков за апрель — июнь, 0.71 0.43 0.59 0.68 0.74

мм,

Сумма активных температур за -0.38 -0.39 -0.28 -0.30 -0.35

апрель —июнь, С0,

Число дней с влажностью 30% и -0.71 -0.43 -0.49 -0.42 -0.48

ниже в мае,

Число дней с влажностью 30% и -0.59 -0.61 -0.60 -0.69 -0.64

ниже в июне,

R. критическое 0.31

Южная зона находится в более выгодных почвенно — климатических условиях по равнению с другими агроклиматическими районами Ростовской области. Более меренные температуры в зимний период, более высокое количество осадков позволяют случать здесь самые высокие урожаи озимой пшеницы в области (табл. 2).

Таблица 2. Коэффициенты корреляции связей урожайности озимой пшеницы с агроклиматическими факторами периода вегетации в южной зоне Ростовской области (1959-1996 гг.). Table 2. Coefficient of correlation between winter wheat crop capacity and agroclimatic factors of

Агроклиматические Районы

показатели Песчанокопский Зерноградский Еголыкский Целинский Сальский

Средняя многолетняя 20.6 25.2 22.9 22.7 22.9

урожайность, ц/га

Глубина промачивания почвы 0.66 0.58 0.48 0.60 0.70

на начало весны, см,

Запасы влаги в промоченном 0.67 0.57 0.50 0.61 0.72

слое, мм,

Запасы влаги в метровом слое 0.58 0.44 0.36 0.35 0.62

на дату колошения, мм,

Сумма осадков за сентябрь- 0.03 0.48 0.04 -0.11 0.17

октябрь, мм,

Сумма осадков за ноябрь- 0.27 0.25 0.19 0.49 0.35

март, мм,

Сумма осадков за апрель — 0.63 0.62 -0.04 -0.07 0.07

июнь, мм,

Сумма активных температур -0.30 -0.15 -0.24 -0,10 -0.17

за апрель —июнь, С0,

Число дней с влажностью 30% 0.17 -0.19 -0.14 -0.07 -0.18

и ниже в мае,

Число дней с влажностью -0.46 -0.16 -0.27 -0.25 -0.35

30% и ниже в июне,

Наибольший уровень урожайности в зоне за 37 лет имеет Зерноградский (25.2 ц/га), а

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2003, том 9, № 19-20

АГРОКЛИМАТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ 81 наименьший Песчанокопский район (20.6 ц/га). Существенная прямая связь в этой зоне наблюдается между урожайностью озимой пшеницы и такими факторами, как глубина промачивания почвы на начало весны, запасами влаги в промоченном слое, запасами влаги в метровом слое почвы на дату колошения. Связь суммы осадков за период сентябрь — октябрь с урожайностью озимой пшеницы существенна только в Зерноградском районе, в остальных районах действие этого фактора математически не доказано. В Целинском и Сальском районах отмечена прямая связь урожайности озимой пшеницы с суммой осадков за ноябрь —март. Количество осадков, выпавших в весенне-летний период, оказывает положительное влияние на продуктивность посевов на существенном уровне в Песчанокопском и Зерноградском районах. К факторам, отрицательно влияющим на урожайность озимой пшеницы, в данном случае относятся сумма активных температур в весенне-летний период, число дней с влажностью ниже 30% в мае и июне. Однако существенная зависимость урожайности от числа дней с влажностью менее 30% в июне имеется только в Песчанокопском и Сальском районах.

В центральной зоне Ростовской области урожайность за 1959—1996 гг. в среднем составила 19.2 ц/га (табл. 3).

Таблица 3. Коэффициенты корреляции связей урожайности озимой пшеницы с агроклиматическими факторами периода вегетации в центральной зоне Ростовской области (1959—1996 гг.). Table 3. Coefficient of correlation between winter wheat crop capacity and agrodimatic factors of vegetation period in the central part of Rostov region (1959— 1996 гг.).

Агроклиматические Районы

показатели Пролетарский Мартыновский Семикагакооский Багаевский

Средняя многолетняя урожайность, ц/га 17.8 18.2 21.2 19.5

Глубина промачивания почвы на начало весны, см, (х1) 0.70 0.74 0.57 0.53

Запасы влаги в промоченном слое, мм, (х2) 0.69 0.66 0.49 0.52

Запасы влаги в метровом слое на дату колошения, мм, (х3) 0.72 0.59 0.38 0.19

Сумма осадков за сентябрь-октябрь, мм, (х4) 0.46 -0.01 0.18 0.01

Сумма осадков за ноябрь-март, мм, (х5) 0.20 0.30 0.15 0.22

Сумма осадков за апрель — июнь, мм, (хб) 0.33 0.49 0.20 0.21

Сумма активных температур за апрель —июнь, С0, (х7) 0.43 -0.29 -0.17 -0.01

Число дней с влажностью 30% и ниже в мае, (х8) -0.41 -0.34 -0.29 -0.24

Число дней с влажностью 30% и ниже в июне, (х9) 0.58 -0.54 -0.44 -0.29

Существенно влияют на урожай здесь такие факторы как, глубина промачивания почвы на начало весны, запас влаги в промоченном слое, запас продуктивной влаги на начало колошения. Сумма активных температур весенне-летнего периода, число дней с влажностью ниже 30% в мае и июне имеют обратную корреляцию с урожайностью озимой пшеницы, однако в некоторых районах эта зависимость выходит за пределы достоверности. Сумма осадков за сентябрь —октябрь прямо влияет на урожайность только в Пролетарском районе. Показатель количества осадков в осенне-зимний период не имеет достоверного влияния на урожай во всех районах зоны.

82 УДАЛОВ, ЗБРАИЛОВ

В северо-восточной зоне средняя многолетняя урожайность озимой пшеницы имеет достаточно сильную вариабельность, от 14.5 ц/га в Обливском районе до 21.2 в Милютинском (табл. 4). Корреляционный анализ показал, что наиболее значимыми для урожайности факторами здесь являются глубина промачивания почвы на начало весны, запас влаги на начало вегетации и на дату колошения, сумма осадков за апрель —июнь, число дней с влажностью 30% и ниже в мае и июне. Хотелось бы отметить, что в большей степени рассматриваемые факторы действуют в Обливском районе, а в меньшей в Константиновском.

Таблица 4. Коэффициенты корреляции связей урожайности озимой пшеницы с агроклиматическими факторами периода вегетации в северо-восточной зоне Ростовской области (1959—1996 гг.). Table 4. Coefficient of correlation between winter wheat crop capacity and agroclimatic factors of vegetation period in the north —east part of Rostov region (1959— 1996 гг.).

Агроклиматические показатели Районы

Белока-литвенский Тацин-ский Моро- Милютин-зовский ский Об- ливский Константи-невский Цимлянский

Средняя многолетняя урожайность, ц/га 15.1 16.1 16,8 21.2 14.5 15.9 17.3

Глубина промачивания почвы на начало весны см (х,) 0.46 0.71 0.73 0.57 0.74 0.53 0.56

Запасы влаги в промоченном слое, мм, (х2) 0.46 0.71 0.72 0.51 0.73 0.54 0.56

Запасы влаги в метровом слое на дату колошения, мм, (х3) 0.40 0.58 0.56 0.45 0.60 0.62 0.62

Сумма осадков за сентябрь-октябрь, мм, (х4) 0.07 0.35 0.23 0.33 0.42 0.15 0.17

Сумма осадков за ноябрь-март, мм, (х5) 0.12 0.3 0.33 0.26 0.32 0.09 0.21

Сумма осадков за апрель — июнь, мм, (хб) 0.76 0.49 0.48 0.47 0,50 0,28 0.65

Сумма активных температур за апрель-июнь, С0, (х7) -0.27 -0.22 -0, 27 - 0.29 -0.19 0.23 -0.30

Число дней с влажностью 30% и ниже в мае, (х8) -0.61 -0.49 -0.40 0.56 - 0.48 - 0.44 - 0.53

Число дней с влажностью 30% и ниже в июне, (х9) - 0.56 -0.61 0.51 -0.54 -0.51 - 0.55 - 0.56

Приазовская зона отличается от других зон (кроме южной) более высокой урожайностью (табл. 5). Ее средняя величина составляет 20.8 ц/га.

Глубина промачивания почвы на начало весны оказывает существенное влияние на величину урожая во всех районах зоны, кроме Усть —Донецкого. Запас влаги в начале весны и в период колошения оказывают наибольшее влияние на урожай во всех районах. Сумма осадков за апрель —июнь здесь имеет меньшее значение чем в других зонах. Так, в Родионово — Несветайском, Мясниковском, Неклиновском районах достоверная зависимость урожайности от этого фактора не установлена. Число дней с влажностью 30% и ниже в мае и июне в меньшей степени снижает урожай, но зависимость эта существенна.

Таблица 5. Коэффициенты корреляции связей урожайности озимой пшеницы с агроклиматическими факторами периода вегетации в приазовской зоне Ростовской области (1959—1996 гг.). Table 5. Coefficient of correlation between winter wheat crop capacity and agroclimatic factors of vegetation period on the Azov Sea coast of Rostov region (1959— 1996 гг.).

Агроклиматические показатели Районы

Родио- ново- Несвет. Усть-Донецкий Ак- сайский Октябрьский Мясни — ковский Некли — новский Мат веево — Кург. Азовский

АГРОКЛИМАТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ 83

Средняя многолетняя урожайность, ц/га 18.4 18.5 21.3 19.2 23.4 23.1 19.7 22.5

Глубина промачивания почвы на начало весны, см, (хЛ 0.45 0.21 0.40 0.53 0.41 0.54 0.45 0.49

Запасы влаги в промоченном слое, мм, (х2) 0.42 0.59 0.46 0.55 0.41 0.54 0.45 0.49

Запасы влаги в метровом слое на дату колошения, мм, (х3) 0.60 0.65 0.50 0,42 0.61 0.70 0.73 0.47

Сумма осадков за сентябрь-октябрь, мм, (х4) 0.11 0.29 0.31 0.37 0.16 0.04 0.06 0.20

Сумма осадков за ноябрь-март, мм, (х5) -0.08 0.22 0.06 0.13 -0.16 -0.03 0.03 0.12

Сумма осадков за апрель — июнь, мм, (хб) 0.13 0.46 0.41 0.42 0.17 0.21 0.37 0.33

Сумма активных температур за апрель —июнь, С0, (х7) 0.01 -0.24 0.04 -0.08 -0.08 -0.10 -0.15 -0.08

Число дней с влажностью 30% и ниже в мае, (х8) -0.23 -0.39 -0.37 -0.34 -0.36 -0.22 0,42 -0.19

Число дней с влажностью 30% и ниже в июне, (х9) -0.24 -0.39 -0.60 -0.23 -0.33 -0.22 -0.43 -0.17

Таблица 6. Коэффициенты корреляции связей урожайности озимой пшеницы с агроклиматическими факторами периода вегетации в северо-западной зоне Ростовской области (1959—1996 гг.). Table 6. Coefficient of correlation between winter wheat crop capacity and agroclimatic factors of vegetation period in the north —west part of Rostov region (1959— 1996 гг.).

Агроклиматические Районы

показатели Шоло- Верх — Мил- Боков — Черт — Ка- Тара — Камен- Крас —

ховскии недон — ской леров — ский ский ковский шар — ский совский ский носуин ский

Средняя многолетняя 15.5 16.7 17.3 16.0 16.5 16.6 15.6 15.4 17.8

урожайность, ц/га

Глубина промачивания 0.42 0.24 0.36 0.50 0.25 0.54 0.38 0.41 0.41

почвы на начало весны, см,

Запасы влаги в 0.43 0.34 0.37 0.52 0.24 0.53 0.41 0.42 0.43

промоченном слое, мм,

Запасы влаги в метровом 0.57 0.54 0.73 0.40 0.69 0.69 0.65 0.54 0.49

слое на дату колошения, мм,

Сумма осадков за сентябрь- 0.01 0.49 0.01 0.17 0.14 0.17 -0.05 0.04 0.21

октябрь, мм,

Сумма осадков за ноябрь- -0.05 -0.08 0.0 0.50 0.03 0.0 0.13 0.19 0.08

мапт мм

Сумма осадков за апрель — 0.47 0.26 0.55 0.34 0.51 0.59 0.58 0.50 0.30

июнь мм

Сумма активных -0.29 -0.28 -0.30 -0.27 -0.26 -0.29 -0.29 -0.31 -0.20

температур за апрель —

Число дней с влажностью -0.37 -0.47 -0.60 -0.43 -0.57 -0.66 -0.67 -0.62 -0.44

30% и ниже в мае,

Число дней с влажностью -0.31 -0.41 -0.47 -0.41 -0.42 -0.63 -0.54 -0.45 -0.30

30% и ниже в июне,

Средняя многолетняя урожайность в северо-западной зоне находится на уровне показателя северо-восточной зоны и составляет 16.4 ц/га. Однако анализ данных таблицы 6 показал, что значение глубины промачивания почвы и запаса влаги в ней на начало весны для величины урожая здесь незначительно. Большое влияние на урожайность озимой пшеницы в этой зоне оказывают запас влаги в почве на дату колошения озимой пшеницы, сумма осадков за период май —июнь и число дней с влажностью 30% и ниже в мае и июне.

В заключении, можно распределить зоны, а в них и районы по возрастанию степени

84 УДАЛОВ, ЗБРАИЛОВ

риска при выращивании озимой пшеницы. Самое большое количество показателей, имеющих достоверную корреляционную связь между урожайностью озимой пшеницы и агроклиматическими факторами в период вегетации, имеют восточная и северо-восточная зоны, наименьшее северо-западная, центральная и южная, и минимальное — приазовская.

Анализируя значения коэффициентов корреляции, следует отметить, что урожайность озимой пшеницы во всех зонах Ростовской области имеет достоверную корреляционную связь с глубиной промачивания почвы, запасами влаги на начало весны и запасами влаги в метровом слое в период колошения.

В восточной и северо-восточной зонах, наименее благоприятных для выращивания озимой пшеницы, наибольшее влияние на показатель урожайности оказывают такие факторы, как глубина промачивания почвы на начало весны, запасы влаги в промоченном слое почвы, запасы влаги в метровом слое почвы на дату колошения, сумма осадков за апрель —июнь и число дней с влажностью 30% и ниже в мае и июне. Среди районов этих зон наиболее неблагоприятными для выращивания культуры твляются Заветинский, Зимовниковский, Тацинский, Обливский и Цимлянский.

В северо — западной, центральной и южной зонах наибольшее влияние на показатель урожайности оказывают глубина промачивания почвы на начало весны (центральная и южная зоны), запасы влаги в промоченном слое (центральная и южная зоны), запасы влаги в метровом слое на дату колошения (северо-западная и центральная зоны), сумма осадков за апрель —июнь и число дней с влажностью 30% и ниже в мае (северо — западная зона). К наименее благоприятным районам в этих зонах можно причислить Кашарский, Тарасовский, Песчанокопский и Мартыновский.

В Приазовской зоне — самой благоприятной для выращиваниа озимой пшеницы, только два агроклиматических фактора можно отметить в качестве наиболее существенных по степени влияния на показатель урожайности — это запасы влаги в промоченном слое и запасы влаги в метровом слое на дату колошения. Однако, в целом по районам зоны складывается наилучшая в области агроклиматическая обстановка при выращивании озимой пшеницы.

AGROCLIMATIC ASSESSMENT OF THE CONDITIONS OF WINTER WHEAT YIELD

FORMATION IN THE ROSTOV REGION

© 2003. A. V. Udalov, M. A. Zbrailov

Donskoy State Agricultural University 346493, Persianovsky village, Octyabrsky district, Rostov region, Russia

Great topicality is attached these days to the problem of scientifically established placing of crops, with a paramount growth of production of the definite agriproduct type which enjoys best possible conditions and may lead to maximum energy conservation associated with the crop production technology. The most prevailing method here is agroclimatic assessment of the conditions of yield formation. This may permit periodic natural habitat correction due to some change of agroclimatic conditions and a more rational distribution of the basic field crops across definite territories. To accomplish the agroclimatic assessment of the conditions of winter wheat yield formation within the zones referred to the Rostov Region we have carried out statistical treatment of long-term yield indices (19591996) using for this purpose cross-correlation analysis. This has lead to the establishment of a dependence of the above indices on the basic agroclimatic indices of the vegetative season.

As a result of the statistical treatment the zones, as well the areas within them, may be distributed according to the increasing degree of risk, in winter wheat raising. The greatest number of indices characterized by a trustworthy cross-correlation association between the winter wheat yield and agroclimatic factors during the vegetative season could be observed in the eastern and northeastern zones; the least number could be seen in the north-western, central and southern zones; the minimum was observed in the Azov Sea zone. Analyzing the cross-correlation coefficient values we should mention that the white wheat yield, irrespective of the zone within the Rostov Region, is linked with a positive cross-correlation association with the soil water penetration depth, moisture supply by the early spring time, and moisture supply in the metre-deep layer at the ear formation period.