Ретроспектива изучения влияния климата на урожай сельскохозяйственных культур, как фактора устойчивого призводства Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-3/2017 ISSN 2410-700Х_

УДК 631.559

С.А. Владимиров

к. с. х. наук, профессор А. Ю. Крыжко

студент

ФГБОУ ВО КубГАУ, г. Краснодар, РФ [email protected]

РЕТРОСПЕКТИВА ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТА НА УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, КАК ФАКТОРА УСТОЙЧИВОГО ПРИЗВОДСТВА

Аннотация

Исходным рубежом формирования и реализации основных концепций развития устойчивого производства на эколого-ландшафтной основе в степной зоне Краснодарского края можно считать 2000-2005 гг. В качестве теоретической и методологической основы была заложена версия соотнести вариабельность погодного фактора с потенциальной продуктивностью сельскохозяйственных угодий. Некоторым итогам этой работы посвящена настоящая статья.

Ключевые слова

Климат, урожайность растений, неустойчивое увлажнение, устойчивость земледелия, экология, коэффициент увлажнения, гидротермический коэффициент, дефицит влаги, вегетационный период.

Влияние агроклиматических факторов на величину и качество урожая сельскохозяйственных культур проявляется через их многостороннее воздействие на влагообеспеченность растений, водный, воздушный и температурный режимы почвы, определяющих потенциал климата и урожайность растений [1].

В зоне неустойчивого увлажнения Краснодарского края, негативное воздействие погодного фактора на продуктивность сельхозугодий связывают с устойчиво стабильным дефицитом естественной влаги и высокой вероятностью наступления засушливых лет [2, 3, 4].

Однако эффективность и устойчивость земледелия в значительной степени зависит от увлажнения и подтопления за счет избыточно влажных лет, увеличения поверхностного стока, плохой естественной дренированности почвенного профиля. Повышение вероятности наступления избыточно влажных лет, перераспределение стока в сторону увеличения поверхностного, плохая естественная дренированность отдельных площадей и почвенного профиля способствует нарушению сроков проведения полевых работ, ухудшению их качества, снижению урожайности растений, возникновению ситуаций чрезвычайного характера, которые приводят к гибели производственных посевов. Например, ущерб от подтопления в 2005 г. по сельхозпредприятиям муниципального образования Кореновский район составил 24638 тыс. руб. [5, 6,

7].

В результате возникают также проблемы водообеспеченности и водопотребления при эксплуатации оросительных систем, нарушается агроэкология ирригационных агроландшафтов и состояние почв степной зоны Краснодарского края при длительном орошении на местном стоке [8, 9, 10].

Оценка устойчивости агроэкосистемы и состояние почв степной зоны Краснодарского края при длительном орошении на местном стоке проводится по методике расчета эффективности использования земель рисового ирригированного фонда с привлечением аппарата критериев продуктивного использования земельных ресурсов и устойчивости агроландшафтов [11, 12].

В Кореновском и Усть-Лабинском районах, урожайность основных культур характеризуется неустойчивостью. За 1981-2006 гг. отклонения урожайности кукурузы на зерно составили 7,7-59,4, озимого ячменя 28,3-62,9, озимой пшеницы 28,4-62,7, подсолнечника 8,4-25,5, сахарной свёклы 110-364 ц/га. Такие колебания объясняются и влиянием погодных условий, характеризующихся различной естественной увлажнённостью [2, 11].

Естественная увлажнённость территорий, является одним из её важнейших экологических

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-3/2017 ISSN 2410-700Х_

показателей, который определяет ресурсную модель формирования и оптимизации потенциальной продуктивности поля и ирригационных систем Нижней Кубани и [13, 14].

Для анализа метеоданных была сделана выборка абсолютных значений коэффициентов увлажнения Ку и гидротермического коэффициента ГТК 5, 25, 50, 75 и 95 % влагообеспеченности, соответствующих реальным годам и вегетационным периодам сельскохозяйственных культур. Для этих же лет по материалам районной статотчестности, были выбраны значения урожаев на богарных землях основных культур, возделываемых в этих районах: озимой пшеницы и ячменя, кукурузы на зерно, подсолнечника и сахарной свеклы.

Анализ фактического материала показал, что для лет с одинаковой или близкой увлажнённостью внутрисезонное её распределение колеблется в широком диапазоне и подчиняется закону случайных чисел, поэтому обработка данных была выполнена статистическим методом (таблица 1).

Таблица 1

Уравнения связи урожайности основных культур (у), с гидротермическим коэффициентом ГТК (х) за вегетационный период (Кореновский район Краснодарского края)

Сельскохозяйственная культура у = f(x) R R2

Озимая пшеница y = -11,476x2 + 32,748x + 23,444 0,677 0,453

Озимый ячмень y = -11,723x2 + 33,393x + 25,179 0,735 0,543

Кукуруза на зерно y = -48,21x2 + 121,51x - 31,578 0,742 0,549

Подсолнечник y = -12,745x2 + 29,062x + 5,0125 0,693 0,483

Сахарная свёкла y = -250,13x2 + 620,89x - 90,067 0,700 0,492

Расчёты и анализ корреляционной связи урожайности основных культур, возделываемых в Кореновском районе, с гидротермическими условиями вегетационного, предпосевного и меж вегетационного периодов показал, что наиболее тесно урожайность коррелировала с ГТК в вегетационный период (R = 0,671-0,742). Степень сопряжённости в вариации у = ДГТК) указывает на то, что на 45,3-54,9 % изменчивость условий формирования урожайности сельскохозяйственных культур объясняется изменчивостью гидротермических условий.

Комплексная оценка природно-ресурсного потенциала и условий формирования урожая сельскохозяйственных культур в условиях Кореновского района проводилась на основании сравнения показателей урожайности культур (1981-2005 гг.) с агроклиматическими ресурсами, в частности гидротермическими, за расчётные периоды: вегетационный, октябрь - апрель и март - май.

Наибольшее и существенное влияние на формирование урожая оказывает гидротермический режим вегетационного периода, что подтверждается данными корреляционного и регрессивного анализа. Потери урожая из-за плохого гидротермического режима по сравнению с нормальными по погодным условиям годами (ГТК = 1,0-1,5) составили для засушливых лет (ГТК < 0,6): озимые культуры - 21,5-22,3%, подсолнечник - 31,4%, сахарная свёкла - 37,4%, кукуруза на зерно - 58,3%. Для избыточно влажных лет соответственно 1,9-9,3%, 33,8%, 23,7% и 8,0%.

Список использованной литературы:

1. Владимиров, С.А. Влияние агроклиматических факторов предпосевного периода на урожайность риса в Краснодарском крае / Владимиров С.А., Малышева Н.Н. / Интеграция науки и производства - стратегия устойчивого развития АПК России в ВТО. Материалы международной научн.-практ. конф., посвященной 70-летию Победы в Сталинградской битве. 30 января - 1февраля 2013 г. г. Волгоград. том 1. - Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2013. С. 60-65.

2. Кузнецов, Е.В. Значение природно-ресурсного потенциала для обеспечения устойчивого функционирования агроландшафтов степной зоны Кубани / Е.В. Кузнецов, С.А. Владимиров, Н.П. Дьяченко // Научный журнал Труды КубГАУ. - 2007. - Вып. 5(9). - С. 176-179.

3. Владимиров, С.А. Оценка устойчивости агроэкосистемы нижней Кубани / С.А. Владимиров, К. Н. Орлов

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-3/2017 ISSN 2410-700Х_

// Современные технологии в мировом научном пространстве: сборник статей, международной научн. -практ. конф. часть 4 - Казань, 2016 - с. 18-20.

4. Владимиров, С.А. Комплексные мелиорации переувлажненных и подтопляемых агроландшафтов: учебное пособие / С.А. Владимиров. - Краснодар: КубГАУ, 2009. - 243 с.

5. Владимиров, С. А. Ресурсная модель формирования потенциальной продуктивности рисового поля ирригационных систем Нижней Кубани // С. А. Владимиров, Е.И. Гронь // Перспективы развития науки и образования: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 29 ноября 2013 г. В 7 частях. Часть 7, Мин-во обр. и науки - М.: «АР-Консалт», 2013 г. - С. 15-17.

6. Владимиров, С.А. Компьютерно-реализуемые модели оптимизации ресурсопотребления в экологическом рисоводстве/ С.А. Владимиров, Е.И. Гронь, Г.В. Аксенов, А.В. Беззубов / Интеграция науки и производства

- стратегия устойчивого развития АПК России в ВТО. Материалы международной научн.-практ. конф., посвященной 70-летию Победы в Сталинградской битве. 30 января - 1февраля 2013 г. г. 24. Волгоград. том 3. - Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2013. С. 213-215.

7. Владимиров, С.А. Теоретические основы энергетического механизма влияния климата предпосевного периода на формирование урожайности риса / С.А. Владимиров // Земельные и водные ресурсы: мониторинг эколого-экономического состояния и модели управления: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию Института землеустройства, кадастров и мелиорации (23-25 апреля 2015 г.). - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р. Филиппова, 2015. - С. 182-187.

8. Владимиров, С.А. Проблемы водообеспеченности и водопотребления при эксплуатации рисовых оросительных систем в Краснодарском крае / С.А. Владимиров, Е.В. Кузнецов, А.Ф. Епатко / Интеграция науки и производства - стратегия устойчивого развития АПК России в ВТО. Материалы международной научн.-практ. конф., посвященной 70-летию Победы в Сталинградской битве. 30 января - 1февраля 2013 г. г. Волгоград. том 3. - Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2013. С. 215-220.

9. Владимиров, С.А. Состояние почв степной зоны Краснодарского края при длительном орошении на местном стоке /С.А. Владимиров, К. Н. Орлов, А.С. Цхамария// Современные технологии в мировом научном пространстве: сборник статей, международной научн. - практ. конф. часть 4 - Казань, 2016 - с. 15-18.

10.Владимиров, С.А. Агроэкология ирригационных агроландшафтов Нижней Кубани и рентабельность риса / С.А. Владимиров, Н.Н. Крылова, В.М. Голиков / Интеграция науки и производства - стратегия устойчивого развития АПК России в ВТО. Материалы международной научн.-практ. конф., посвященной 70-летию Победы в Сталинградской битве. 30 января - 1февраля 2013 г. г. Волгоград. том 1. - Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2013. С. 56-60.

11.Дьяченко, Н.П. Оценка влияния агроклиматических факторов на формирование урожая основных культур степной зоны Кубани / Н.П. Дьяченко, С.А. Владимиров, Е.В. Кузнецов // Научный журнал Труды / КубГАУ.

- 2007. - Вып. № 3 (7). - С. 189-193.

12.Прус Д.В., Комплексная оценка природно-ресурсного потенциала формирования устойчивой урожайности культур в условиях Правобережья Кубани / Д.В. Прус, Кайтмесов А.Х., Владимиров С.А. // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: сб. ст. по материалам IX Всерос. конф. молодых ученых, посвящ. 75-летию В. М. Шевцова / отв. за вып. А. Г. Кощаев. - Краснодар: КубГАУ, 2016. - С. 865867.

13.Амелин, В.П. Методика расчета эффективности использования земель рисового ирригированного фонда / В.П. Амелин, С. А. Владимиров // Научный журнал Труды КубГАУ. - 2009. - Вып. 4(19). - С. 227-230.

14. Владимиров, С.А. Критерии продуктивного использования земельных ресурсов и устойчивости агроландшафтов / С.А. Владимиров // Земельные и водные ресурсы: мониторинг эколого-экономического состояния и модели управления: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию Института землеустройства, кадастров и мелиорации (23-25 апреля 2015 г.). - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р. Филиппова, 2015. - С. 187-191.

© Владимиров С.А., Крыжко А. Ю., 2017

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-3/2017 ISSN 2410-700Х_

УДК 631.153.

Мамиев Д.М.,

к. с.-х. н., зав. лаб. земледелия;

Абаев А.А. д.с.-х. н., директор Владикавказский научный центр РАН, (Владикавказ)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ГОРНОЙ ЗОНЫ РСО-АЛАНИЯ

Аннотация

В статье рассматриваются влияния различных сельскохозяйственных культур в почвозащитных севооборотах (травопольного и зернопропашного) на структуру почвы, водопрочность, объемную массу, биологическую активность почвы, показатели смыва и стока, продуктивность возделываемых культур.

Ключевые слова

Почвозащитные севообороты, сельскохозяйственные культуры, структура почвы,

водопрочность, объемная масса.

Для систем земледелия нового поколения севообороты разрабатываются с учетом агрономически целесообразного размещения культур по предшественникам, сроков возврата на поле в процессе ротации, адаптивности культур к конкретным почвенно-климатическим условиям, а также биологической и техногенной возможности получения наибольшего агрономического и хозяйственного эффекта[1-13] .

Исследования проводились в горной зоне на опорном пункте СКНИИГПСХ ВНЦ РАН с. «Даргавс», расположенном на северо-восточной экспозиции с крутизной склона 5-7° на высоте 1450 м н.у.м.

Разработанные схемы почвозащитных севооборотов (травопольного и зернопропашного) оказывали неодинаковое влияние на структуру почвы, водопрочность, объемную массу, биологическую активность почвы, показатели смыва и стока, а также продуктивность возделываемых культур.

Наибольшее содержание агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм) было характерно для травопольного севооборота под многолетними травами 1 и 2 года жизни (73,1-74,7 %), а коэффициент структурности изменялся в диапазоне 2,7-2,9, а под озимой рожью соответственно: 72,1 и 2,6.

Под пропашными культурами отмечалось сильное разрушение почвенных агрегатов за счет проведения интенсивных механических обработок почвы при слабом проективном ее покрытии. Так, содержание агрономически ценных агрегатов под картофелем составило всего 66,8 %, коэффициент структурности - 2,0.

Под культурами зернопропашного севооборота агрономически ценных агрегатов в почве содержалось меньше, чем в травопольном (62,8-71,5 %), а лучшие показатели коэффициента структурности были отмечены под культурами сплошного сева: озимой рожью - 2,5, яровым ячменем - 2,3, тогда как под кукурузой - 1,7, картофелем - 1,8.

Горно-луговые почвы обладают удовлетворительным структурным состоянием. В них содержится от 45,2-49,6 % водопрочных агрегатов. В зернопропашном севообороте показатели водопрочности почвы были ниже, чем в травопольном. Объемная масса почвы под всеми культурами травопольного и зернопропашного севооборотов находилась в пределах оптимальных значений (1,15-1,20 г/см3).

Выявлено, что общая пористость почвы под изучаемыми культурами в большинстве случаев была неудовлетворительной. В посевах многолетних трав на общую пористость приходилось в начале вегетации 40-47 % от общего объема почвы. К концу вегетации она составила 37-39 %, причем сокращались как капиллярные, так и некапиллярные поры, что объясняется особенностью горно-луговых почв уплотняться, достигая естественного сложения, и кальматацией пор под действием эрозии.

Изучаемые культуры двух севооборотов обладали различным почвозащитным действием. Наиболее высоким оно было у многолетних трав первого и второго года пользования - 0,91 и 0,90, в посадках