В последние годы наблюдаются
существенные изменения климата, что требует разработки и усовершенствования существующих систем
ведения земледелия, которые наиболее полно соответствуют климатическим условиям, что
сейчас сложились. Начиная с 1970-х годов засухи становились более продолжительными и
охватывали значительные территории. В этот период отмечались изменения частоты
экстремальных температур. Участились жаркие дни и ночи и горячие атмосферные
волны.
В течение последнего времени
проведен довольно значительный объем исследований по изучению влияния изменений климата в
степной зоне на продуктивность сельскохозяйственных культур. Они
свидетельствуют, что при дальнейшем применении традиционной системы ведения
земледелия в регионе может произойти значительное снижение производительности
сельскохозяйственных культур. С целью преодоления негативных явлений, связанных со
изменениями климата в регионе, предлагается ряд мероприятий, направленных на адаптацию
земледелия к новым условиям.
Однако, несмотря на это,
оценка влияния изменения климата в степной зоне требует дальнейшего обобщения и
разработки мер по адаптации земледелия к возможным изменениям.
Анализ климатических изменений нами было
проведено по данным инструментальных наблюдений метеостанции Херсон,
расположена в центральной части южной Степи.
Он свидетельствует, что в целом за 135
лет среднегодовая температура воздуха выросла на 0,9 оС. При этом,
наибольшее повышение температуры произошло в зимний период – декабрь-январь –
2,0 и 1,9 оС, а среди летних месяцев – в августе – на 1,6 оС. Также следует отметить, что температура в течение
этого периода имеет тенденцию к колебанию с периодом 30-40 лет. За последние
20-30 лет практически во все месяцы происходило стремительное увеличение температуры
воздуха.
Теплый период имеет четкую тенденцию
до повышения среднемесячных температур с амплитудой их увеличение от 0,3 до
2,5 оС в течение 10 лет.
Зимний период за это время
сократился в среднем с 133 дней (1882-1930 гг.) до 59 (1981-2015 гг.), а за
последние 10 лет средняя продолжительность зимы уменьшилась до 40 дней. Период зимнего
покоя озимых культур сократился на три недели.
Среднегодовая температура воздуха
за последние 50 лет с 1968-1970 по 2011-2017 годы выросла с 9,6 до 11,4 ?С,
то есть на 1,8 ?С Наибольший рост температуры воздуха произошло во второй
половине лета – в июле и августе – на 2,4 и 3,3 ?С соответственно. Достаточно заметным
является также повышение температуры воздуха в сентябре и октябре – на 2,0 и 1,4 ?С.
Несколько меньшим оно было в весенний период. Так, в марте оно составило 2,3 ?С, а
в апреле – 0,5 ?С.
Повышение температуры воздуха за
этот период привели к увеличению поступления тепла за вегетационный период.
Так, сумма положительных температур за этот период выросла на 735,9 ?С, а эффективных
выше 5 ?С – на 673,4. Особенно заметным этот рост произошел за последние 10-12
лет.
Наряду с тем четкой направленности
изменений осадков за год, анализируя тот же период, не прослеживается. Если взять
их по пятилетним блоках, то она находится преимущественно на уровне 463 – 487 мм, с
колебаниям от 376,6 мм в 1991-1995 гг. до 542,8 мм в 1976-1980 гг. Можно
отметить также существенное уменьшение количества осадков в последние годы – 314,4 мм в
2011 г., 369,9 мм в 2012 г., 332,9 мм в
2013, 363,5 мм в 2014 году и 310,0 мм в
2017 году, то есть на 31,2% при среднегодовом количестве за 40 лет 429,1 мм.
Следует также отметить существенное уменьшение количества осадков в апреле (почти в два
раза) и сентябре (на 17-62 %). При этом за последний период увеличилась доля
осадков ливневого характера, что приводит к значительным их потерям за счет стока
в пониженные места.
В следствие повышения температуры
воздуха в летний период и уменьшение количества осадков дефицит водопотребления существенно вырос, что
усилило засушливость климата в регионе.
Представлен анализ
агроклиматических показателей свидетельствует о том, что в южном Степи произошло
существенные изменения, которые проявляются в следующем:
– повышается среднесуточная
годовая температура воздуха, особенно во второй половине лета;
– увеличивается поступление
тепловых ресурсов в связи с ростом продолжительности вегетационного периода и
суммы активных температур;
– возрастает количество осадков
ливневого характера;
– повышается испарение воды
из почвы за вегетационный период;
– усиливается засушливость
климата.
Такие изменения агроклиматических условий
наиболее влияют в ранневесенний период на ранние яровые культуры, а также в
осенний период на озимые культуры. Так, для ранних яровых культур (ячмень, пшеница
и другие) повышение температуры воздуха в марте, апреле и мае при одновременном
уменьшенные количества осадков – негативный фактор. Это сокращает оптимальные сроки
сева, тормозит ростовые процессы и образование узловых корней при быстром
нарастании температуры воздуха и почвы и уменьшения его влажности. Увеличение
длительности теплового режима осеннего периода является благоприятным для озимых культур.
Это может расширить границы оптимальных сроков их посева, а также создавать добрые
условия для нормального развития растений до прекращения осенней вегетации.
Указанные изменения климата требуют совершенствования, разработки и
адаптации существующих систем ведения земледелия и технологии выращивания
сельскохозяйственных культур в южной Степи. Необходимо разработать также
меры, которые помогут получить выгоду от изменения климатических условий. С этой целью
необходимо провести исследования в следующих направлениях:
– создание новых сортов и
гибридов сельскохозяйственных культур, устойчивых к температурным изменениям и
дефицита воды, а для ранних яровых культур сорта, которые бы владели быстрым ростом
как надземной биомассы, так и корневой системы, что позволяло бы им избежать
высоких температур в начальный период развития растений;
– разработка, совершенствование и
расширение устойчивых и эффективных способов орошения для уменьшения зависимости от
осадков;
– разработка новых технологий и методов выращивания
сельскохозяйственных культур, направленных на увеличение накопления и
экономное использование влаги осадков и почвы;
– определение оптимальных и
возможных сроков сева озимых культур в условиях удлиненного периода осенней
вегетации, которые бы обеспечивали хороший их рост и развитие в осенний период и
способствовали стабилизации производства зерна;
– снижение риска водной и
ветровой эрозии на сельскохозяйственных землях за счет определения
оптимальной доли кормовых культур и защитных лесополос.
Чтобы сформировать программу действий по
смягчение последствий изменений климата, или получение выгоды от этого, необходимо
основательно понимать потенциальные последствия и риски, которые касаются южного
региона.
В засушливых условиях юга
Украины наиболее действенной мерой накопления влаги в почве с целью преодоления
засухи является орошение. Оно полностью меняет условия ведения земледелия, дает
возможность поддерживать влажность почвы на нужном для культур оптимальном
уровне и тем самым создает благоприятные условия для нормального роста и развития
растений. При этом необходимо расширить
исследования по разработке более эффективного использования орошаемых земель и
применение капельного орошения.
При климатических кризисах растет
роль размещения посевов по регионам с учетом агробиологических особенностей
культур. Поэтому структура посевных площадей должна быть главным биологическим
фактором регулирования водного режима. В ней необходимо увеличить долю
засухоустойчивых культур и оптимизировать площадь пару, который влияет на урожайность
не только пшеницы, но и следующих 2 – 3 –х культур. О большую роль черного пара
свидетельствует 2012 год, когда после него в хозяйствах Херсонской области
остались живыми 84-86% посевов озимой пшеницы, тогда как после других
предшественников лишь 12 – 14%. В контексте сказанного, с учетом новых
агроклиматических условий в южном регионе, необходимо больше внимания уделить
оптимизации структуры. Особое внимание следует уделить расширению посевов
наиболее засухоустойчивой и наиболее урожайной при дефиците влаги на культуре сорго.
Следует отметить, что причиной
неурожаев в степной зоне является не только малое количество осадков, но и большие
непроизводительные потери их и почвенной влаги. Система агротехнических мероприятий, для
успешного противостояния засухе, должна обеспечивать как можно больше накопления
влаги в почве.
В системе вологонакопичення и
борьбы с засухами в южном Степи исключительно важную роль играют
полезащитные лесополосы. Они уменьшают силу ветра, задерживают снег и воду на
полях, предотвращают эрозию почв, защищают территорию от дефляции и
улучшают микроклимат на полях. Их влияние на урожай сельскохозяйственных
культур проявляется во все годы – при засухах, пыльных бурях и даже за
благоприятных условий вегетационного периода.
Достаточно важным направлением противостояния
ухудшение агроклиматических условий региона является целенаправленное создание современных
высокопродуктивных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, устойчивых к
температурных и водных стрессов, которые имеют низкие транспіраційні коэффициенты,
способные стабильно формировать высокие урожаи в условиях засухи и повышенного
температурного режима. Они должны иметь высокие показатели производительности
фотосинтеза в стрессовых условиях вегетации.
В
условиях возможных дальнейших изменений климата необходимо предусмотреть программу научных
исследований по вопросам адаптации системы земледелия к новой агроэкологической
ситуации, которая предусматривает:
– развитие
орошаемого земледелия, как гаранта получения стабильного урожая культур,
разработка водосберегающих способов и режимов орошения в засушливых условиях;
– создание
новых сортов и гибридов с оптимальными параметрами адаптированности к жарких,
засушливых условий, которые рационально расходуют влагу;
– проведение углубленных исследований по оптимизации
районирование ведущих сельскохозяйственных культур на основе оценки природных
агроклиматических ресурсов в условиях дальнейших изменений климата;
– исследование процессов почвообразования и разработки
меры по сохранению плодородия почв, максимального накопления и
рационального использования влаги;
– оптимизацию
степени распаханности сельскохозяйственных угодий с последующим увеличением
агромелиоративных мероприятий, которые бы способствовали улучшению водного баланса.
Таким
образом, основными направлениями научных исследований на перспективу должно стать
разработка мероприятий противостоянию повышению засушливости климата в южном
регионе. Они должны иметь комплексный характер и охватывать все возможные
агроприемы, которые способны улучшать условия для растений по изменению климата.
Для преодоления последствий
повышение засушливости климата в регионе необходимо восстановить и расширить
системы водной мелиорации пахотных земель с использованием самых современных технологий
использование поливной воды, ввести системы землеустройства с
проведением комплекса почвенно — и
водоохранных мероприятий, что обеспечит сохранение плодородия почв.
Необходимо разработать систему
лесомелиорации, которая обеспечит восстановление в полном объеме лесополос.
Требуется создание новых сортов и
гибридов сельскохозяйственных культур, устойчивых к температурным изменениям и
дефицита воды, а для ранних яровых культур — сорта, которые бы владели быстрым ростом
как надземной биомассы, так и корневой системы, что позволяло бы им избежать
высоких температур в начальный период развития растений.
Для адаптации к изменениям климата
необходима разработка новых технологий и методов выращивания сельскохозяйственных
культур, направленных на увеличение накопления и экономное использование влаги
осадков и почвы.
Вожегова Г.А.,
доктор с.-г. наук, профессор, член-корреспондент
НААН