Агроклиматические условия и продуктивность культур в западном Казахстане

Агроклиматические условия и продуктивность культур в Западном Казахстане

С.Г. Чекалин, к.с.-х.н., ТОО «Уральская СХОС»

Сельскохозяйственное производство Западного Казахстана ведётся в условиях резко континентального климата.

Характерными чертами климатических условий региона являются неустойчивость и дефицитность атмосферных осадков, интенсивность процессов испарения и обилие прямого солнечного освещения в течение всего вегетационного периода.

Среднегодовая сумма осадков за сельскохозяйственный год составляет 324 мм с колебаниями от 164,3 до 522,3 мм.

За весенне-летний период вегетации яровых культур в среднем выпадает 92 мм осадков. Остальная часть осадков — 232 мм, или 71,6%, приходится на осенний (118 мм, или 36,4%), зимний (74 мм, или 22,8%) и ранневесенний (40 мм, или 12,4,%) периоды [1].

Теплообеспеченность региона высокая. Сумма активных температур выше 10 °С в среднем состав-

ляет 2700—2800°С. Летний сезон характеризуется жаркой, очень сухой и ясной погодой. Средняя температура воздуха в дневные часы в июне достигает 24—28°С, в июле 27—31°С и в августе 25—28°С. Продолжительность тёплого периода с температурой выше 0°С составляет 210—215дней.

Почвенный покров региона в основном представлен тёмно-каштановыми почвами. В микропонижениях встречаются лугово-каштановые, а на крайнем севере незначительная площадь занята южными чернозёмами.

Засухи и суховеи в земледелии Западного Казахстана — частое явление. Поэтому проблема воздействия климата на производство сельскохозяйственных культур всегда находится в центре внимания агрономической науки и практики, и от того, насколько успешно она решается, зависит общая продуктивность пашни.

Происходящее изменение климата в сторону потепления постепенно меняет направленность хода температурного режима воздуха и количество выпадающих осадков.

При анализе температуры воздуха и количества выпавших атмосферных осадков за период с 1928 по 2007 г. (80 лет) был выявлен ряд важных тенденций в динамике этих показателей. Так, сравнительная оценка первого (1928—1967) и второго (1968—2007) сорокалетних периодов показала, что:

1. За последние 40 лет в сравнении с предшествующим аналогичным периодом среднегодовая температура воздуха увеличилась на 1,1°, а сумма осадков за сельскохозяйственный год — на 63,1 мм.

2. В зимний период превышение температуры воздуха во втором сорокалетнем периоде в сравнении с первым составило 2,1°С, а уровень выпадения атмосферных осадков возрос в 1,8 раза.

3. В первые весенние месяцы (март-апрель) температура воздуха аналогичным образом по периодам увеличилась в среднем на 4,5°С.

4. Внутрисезонное перераспределение количества выпавших осадков и изменение температурного режима воздуха по периодам в наименьшей степени затронуло весенне-летний период развития яровых культур (май-август). За данный период времени температура воздуха не имела каких-либо изменений, а общее количество выпадающих осадков возросло только на 12%.

5. Во втором сорокалетнем периоде осень стала более тёплой и продолжительной. Наиболее значительные изменения произошли в ноябре. Так, среднемесячная температура воздуха в этом месяце увеличилась на 1,3°С, а количество осадков стало больше на 10,1 мм, что в процентном отношении составило 40,6% и 50,0% по показателям соответственно.

Оценка общего метеорологического фона за период вегетации яровой пшеницы с 1928 по

2007 г. по Западно-Казахстанской области позволила выявить проявление различных типов засух и дать оценку их интенсивности. Для оценки интенсивности засух принимался уровень гидротермического коэффициента, определяющего обеспеченность растений водой в условиях складывающегося температурного режима воздуха за определённый период [2].

В целом за 80-летний период число лет с тем или иным типом проявления засухи составило 76, или 95,0%. Преобладающим типом засухи являлась весенне-летняя (26%). По степени проявления от неё ненамного отстаёт ранневесенняя засуха (22,5%). В сумме на эти два типа засух приходилась почти половина из исследуемых 80 лет (48,8%) (табл.).

Наибольший ущерб урожаю наносили очень сильные засухи. За период с 1928 по 2007 г. засух с такой степенью интенсивности было отмечено 26, из которых в 10 случаях (12,5%) засухи имели устойчивый характер.

Летний период в эти годы всегда отличался повышенным температурным режимом. Дневные температуры воздуха обычно достигали 31—38о и приводили к гибели пыльцы зерновых культур на больших площадях, вызывая стерильность колоса. В 9 годах из 10 вышеотмеченных атмосферной засухе сопутствовала почвенная засуха по причине скудных или крайне ограниченных весенних запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы.

В рекомендуемых для региона севооборотах возделывается ряд зерновых культур: озимая и яровая пшеница, ячмень, овёс, просо, нут и т.д. Поэтому для уменьшения степени риска в ведении сельскохозяйственного производства в условиях различного типа засух очень важно знать степень влияния этих процессов на урожайность культур.

Средняя урожайность яровой пшеницы в годы засух разного типа и интенсивности за период с 1928 по 2007 г.

Степень интенсивности засух Вероятность

Тип засухи очень сильная (ГТК <0,4) сильная (ГТК = 0,4-0,5) средняя (ГТК = 0,5-0,6) без засухи (ГТК> 0,6) лет %

Ранневесенняя 3 0,32 7 0,64 8 0,97 18 0,73 22,5

Весенне-летняя 8 0,39 9 0,56 4 0,86 21 0,55 26,3

Летняя 5 0,31 3 0,54 3 1,04 11 0,57 13,7

Комбинированная 8 0,72 8 0,98 16 0,85 20,0

Устойчивая 10 0,19 10 0,19 12,5

Без засухи 4 1,39 4 1,39 5,0

Средневзвешенный урожай 26 0,22 27 0,63 23 0,96 4 1,39 80 0,65

% лет 32,5 33,7 28,8 5,0 100,0

Примечание: в числителе — число лет, в знаменателе — средняя урожайность, т/га

Год

Рис. 1 - Динамика и линия тренда урожайности яровой пшеницы за период с 1984 по 2011 г.

050>о1о>о30)0)0,с5'сУй'с5'й'сэГ ОД

Рис. 3 - Динамика и линия тренда урожайности проса за период с 1984 по 2011 г.

Год

Рис. 2 - Динамика и линия тренда урожайности озимой пшеницы за период с 1984 по 2011 г.

Рис. 4 - Динамика и линия тренда урожайности ячменя за период с 1984 по 2011 г.

Анализ динамики урожайности основных высеваемых в регионе культур за период с 1984 по 2011 г. с их трендовой оценкой показал различное влияние погодных условий на величину их продуктивности. Так, яровая и озимая пшеницы за последние 28 лет стали проявлять меньшую устойчивость к условиям меняющегося температурного режима воздуха и уровню его влагообеспеченности (рис. 1, 2).

Принимая во внимание трендовую направленность уровня продуктивности яровой пшеницы, можно отметить, что увеличение температуры воздуха в ранневесенний период приводит к ускорению процессов весеннего снеготаяния, что в итоге неминуемо ведёт к наличию более ранних вёсен и организации более ранних сроков начала проведения полевых работ. Посев яровой пшеницы в более ранние календарные сроки стал плохо сочетаться с пиком выпадения летних атмосферных осадков, что сказывается на величине её урожайности [3]. Основным адаптирующим направлением, которое способно в какой-то мере положительно решить этот вопрос, является выведение и использование в регионе более поздних сортов яровой пшеницы [4], а также перенос её сроков сева с ранних на более поздние [5].

Изменение температурного режима в сторону потепления и увеличение количества осадков в зимние месяцы, несомненно, способствуют лучшей перезимовке озимых культур и улучшению условий их влагообеспеченности в весенний период. Однако рост положительных температур

в осенние месяцы обусловливает увеличение осеннего периода вегетации озимых культур. Рекомендованный на конец августа срок сева озимой пшеницы в современном земледелии зачастую становится уже не оптимальным, а ранним, что и приводит, на наш взгляд, к снижению зимостойкости культуры по причине её возможного перерастания. Ослабленные по этой причине растения не могут в полной мере вегетировать в условиях проявления ранневесенней засухи, и это может являться ещё одной из причин снижения общего уровня продуктивности озимых культур.

Влияние существующих агрометеорологических условий не оказало отрицательного воздействия на урожайность проса. Трендовая оценка динамики его урожайности за 28-летний период показывает значительную устойчивость этой культуры к условиям меняющегося климата (рис. 3).

Устоявшаяся практика посева проса в конце мая не изменила технологические условия формирования его урожайности. Более поздний срок посева позволяет просу миновать ранневесенний тип засухи до посева, а весенне-летний перенести на ранних стадиях своего развития. Наиболее губительными для проса являются засухи сплошного типа. Только в эти годы просо может резко снизить свою урожайность.

Высокая биологическая пластичность к условиям внешней среды позволяет просу при существенном дефиците влаги пребывать в состоянии как бы анабиоза в течение 40—50 дней [6]. При

благоприятных погодных условиях просо способно к большой кустистости, а благодаря наличию вторичной корневой системы способно эффективно использовать даже незначительные атмосферные осадки.

Отмечаемый рост урожайности ячменя за последние годы (рис. 4) можно объяснить рядом факторов, основным из которых является более короткий в сравнении с яровой пшеницей период вегетации, позволяющий ячменю вегетировать в условиях умеренного температурного режима. Имеющиеся ресурсы почвенного и атмосферного увлажнения хорошо используются этой культурой, обеспечивая при этом значительно более устойчивую в разрезе изучаемых лет урожайность.

Проводя анализ урожайности зерновых культур, не следует забывать и о травах, которые в структуре кормовых и зернотравяных севооборотов играют не последнюю роль при повышении их продуктивности. При полном соблюдении технологии возделывания посевы многолетних трав в регионе представлены в основном только житняком, что не позволяет в полной мере использовать имеющиеся природно-климатические ресурсы. Видовая специфика житняка направлена на активное использование в основном только ранневесенних осадков, тогда как для бобовых культур спектр атмосферного увлажнения имеет более широкие диапазоны. Злаково-бобовая травосмесь во все годы произрастания способна обеспечить наибольшую продуктивность в срав-

нении с травами одновидовых посевов. Летние осадки, так же как и осадки раннеосеннего периода, позволяют бобовым травам хорошо отрастать, обеспечивая при этом в условиях неполивного земледелия дополнительный сбор сена в виде второго урожая [7].

Таким образом, выявленные тенденции изменения климата обусловливают индивидуальную реакцию на него возделываемых культур.

Гибкость применяемых технологий должна быть направлена на ликвидацию представляемых погодой уязвимых мест с максимальной ориентацией на более продуктивное использование положительных погодных факторов.

Литература

1. Байшаган Е.Б. Климат области // Система ведения сельского хозяйства Западно-Казахстанской области. Уральск, 2004. С, 11-12.

2. Нарциссов В.П. Научные основы систем земледелия. М.: Колос, 1982. 328 с. '

3. Чекалин С.Г. Агроклиматическая оценка сроков наступления весны в повышении продуктивности яровой пшеницы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2010. № 4 (28). С. 16-19.

4. Мещерякова Н.А., Макарова Г.С., Чекалин С-.Г. Совершенствование систем земледелия на ландшафтнотехнологической основе // Экономические аспекты развития народного хозяйства Западного Казахстана. Уральск, 2007. С, 298-300.

5. Чекалин С-.Г. Приёмы повышения адаптивного потенциала яровой пшеницы в Приуралье // Инновация и модернизация сельскохозяйственного производства в условиях меняющегося климата. Оренбург, 2011. С. 93—98.

6. Просвиркина А.Г. Агрометеорологические условия и продуктивность проса. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 159 с.

7. Чекалин С-.Г. Агроресурсный потенциал многолетних трав на западе Казахстана // Вестник сельскохозяйственнй науки Казахстана. 2009. № 5. С. 14-15.