УДК 631.55:551,5«323+324»(4?0+570)
Оценка агрометеорологических условий осенне-зимнего периода для перезимовки и формирования валового урожая озимых зерновых культур в России
В. А. Моисейчик*, Н. А. Богомолова*, Т. А. Максименкова*
Обобщены результаты многолетних наблюдений и научных исследований агрометеорологических условий перезимовки озимых зерновых культур на территории Российской Федерации. Впервые использована физико-математическая модель агрометеорологических условий перезимовки озимых зерновых для проведения типизации зим по основным причинам зимней гибели посевов и расчета вероятности чрезвычайных ситуаций, возникающих в связи с большими экономическими затратами на пересев весной погибших озимых яровыми культурами и снижением валового урожая зерна озимых. Приведена статистическая зависимость валового урожая озимых по Российской Федерации в целом от размеров площади с погибшими посевами в осенне-зимний период. Дана вероятность гибели озимых зерновых культур на различных площадях в результате вымерзания, выпревания, вредного влияния притертой к почве ледяной корки и комплексного действия неблагоприятных факторов по всем административным субъектам Российской Федерации. Обоснована необходимость учета агрометеорологических условий осенне-зимнего периода при возделывании озимых зерновых культур и повышении валового урожая зерна в России.
Озимые зерновые культуры {пшеница и рожь) являются основными зерновыми культурами, особенно в засушливых районах нашей страны, В благоприятные для перезимовки годы они дают более трети валового сбора зерна. Посев их осенью позволяет растениям значительно полнее использовать запасы продуктивной влаги в почве и увеличивает период органогенеза, в результате чего урожайность озимых, особенно пшеницы, в полтора-два раза выше, чем яровых зерновых культур. Кроме того, осенний посев и раннее созревание озимых значительно снижают напряжение в проведении весенней и уборочной кампаний.
Однако из-за длительных и суровых зим с высоким снежным покровом при талой почве в Нечерноземной зоне (5—6 месяцев) и зим с сильными морозами при отсутствии или небольшой высоте снежного покрова в Черноземной зоне озимые зерновые культуры в период зимнего покоя изрежи-ваются и погибают в ряде лет на больших площадях. На территории нашей страны площадь с погибшими зимой посевами имеет большую пространственную и временную изменчивость. По отдельным областям
* Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации.
Черноземной зоны, основного района возделывания озимой пшеницы, она колеблется от 3 до 95% посевной площади, среднее квадратическое отклонение (а) площади с погибшими посевами зимой составляет 25—28%, а в целом по Российской Федерации -10%. Максимальная площадь с погибшими за зиму посевами озимых к весне по стране за период с 1951 по 2000 г. составила 12,4 млн га (58% посевной площади озимых).
Самые неблагоприятные агрометеорологические условия для перезимовки озимых культур оказались зимой 1968/69 г., когда озимые погибли от сильных морозов, пыльных бурь и притертой к почве на полях ледяной корки на площади 10,1 млн га (45,2% посевной площади). Валовой урожай зерна озимых в 1969 г. понизился до 13,8 млн т, что составило 44,1% урожая следующего благоприятного по перезимовке 1970 г. и 28% максимального урожая (49,1 млн т в 1990 г.) за последние 50 лет XX века.
Наиболее часто опасные агрометеорологические условия для перезимовки посевов, особенно пшеницы, наблюдаются в Центрально-Черноземном и Поволжском районах, в Ростовской области, южной части Центрального и Уральского районов и в Западно-Сибирском районе. В Восточной Сибири и на Дальнем Востоке из-за суровых условий зимовки озимые высеваются на незначительных площадях. В целом на территории страны площадь с погибшими посевами озимых зерновых культур к весне определяется в основном размерами площади их гибели по трем районам: Северо-Кавказскому, Поволжскому и Центрально-Черноземному (корреляционное отношение ц = 0,987). Четвертое и пятое места, судя по значению коэффициентов регрессии, занимают Центральный и Уральский районы.
Валовой урожай озимых культур, как показали исследования [7, 12, 15], имеет достаточно тесную обратно пропорциональную связь с площадью погибших к весне посевов (корреляционные отношения для различных зон находятся в пределах 0,80—0,90). По результатам регрессионного анализа данных за 50 лет (1951—2000 гг.) аналитически эта зависимость в целом по стране может быть выражена системой трех уравнений типа обратно пропорциональной равносторонней гиперболы:
где У — валовой урожай зерна, приведенный к единой посевной площади (% тренда); X — площадь погибших посевов весной (% посевной площади); С — постоянный для каждой кривой коэффициент, позволяющий учесть влияние на валовой сбор зерна не только условий зимовки, но и органогенеза растений осенью и летом. Для большинства лет он равен 41,5%, для лет с засухами (1963, 1965, 1975, 1979, 1995, 1998 и 1999 гг.) он наименьший (32,5%), а для лет с очень хорошими условиями в весенне-летний период (1973, 1974, 1978, 1989, 1990 гг. и др.) увеличивается до 47,5%. Свободный член В для всех трех уравнений оказался равен 40%; средняя квадратическая ошибка 5у = 6—10%, пределы действия уравнений: У = = (45—150%), Х= (6—50%), Учет валового сбора зерна (в процентах тренда) отражает в уравнениях связи тенденцию временной изменчивости (роста) уровня агротехники, зимостойкости и продуктивности районированных новых сортов озимых зерновых культур в течение всего рассматриваемого периода.
Наименьший за весь рассматриваемый период валовой урожай зерна озимых был в год с наихудшими агрометеорологическими условиями для перезимовки посевов (зима 1968/69 г., Y = 56,6% тренда).
В результате, главным образом, неблагоприятных для перезимовки агрометеорологических условий озимые за 1951—2000 гг. погибли на площади около 140 млн га. Суммарные потери зерна с учетом затрат на посев и пересев весной погибших озимых яровыми составили около 225 млн т при средних значениях за этот период валового урожая зерна озимых 27,2 млн т и посевной площади 21,5 млн га.
В годы с неблагоприятными агрометеорологическими условиями зимовки посевов возникает риск чрезвычайных ситуаций не только из-за больших потерь зерна, но и из-за дополнительных экономических затрат на пересев весной погибших озимых яровыми культурами (закупки горючего, минеральных удобрений, техники, затраты рабочей силы). Кроме этого, увеличиваются расходы на выплату страхования из-за гибели посевов. Зерновое хозяйство несет в течение ряда лет большие экономические убытки.
Причин гибели озимых культур зимой много [1, 7, 12, 23], их распределение на территории Российской Федерации имеет определенную географическую закономерность [1, 7, 12], связанную с зимними климатическими условиями страны.
Вероятность гибели посевов в результате выпревания и притертой к почве ледяной корки на территории России по областям показана на рис. 1, по районам — в табл. 1. Выпревание растений вызвано длительным (более 80 дней) пребыванием их под мощным снежным покровом (высота > 30 см)
Рис. 1. Вероятность (% лет) выпревания озимых зерновых культур (1) и гибели посевов от вредного влияния притертой к почве ледяной корки (2) на площади более 10% посевной. Максимальная площадь погибших при перезимовке посевов за 1955—2000 гг. < 40% посевной а), 41—60% (4), 61—80% (5) и > 80% (б).
Таблица 1
Оценки влияния на весеннее состояние и урожай озимых зерновых культур выпревания и длительного залегания на полях притертой к почве ледяной корки по отдельным экономическим районам России за 1955—2000 гг.
Р, % лет с S,
Годы и урожай (% от максимального) при S, > а
Максимальные значения
Экономический ледяная ледяная
район выпревание корка выпревание корка выпревание ледяная корка год Ув, млн т ¥п, т/га Yr, т/га
млн га % млн га % >10% >20% >10% >20% ГОД S, п 1 уг 1 к. год 5. г„ г> г.
Российская Феде- 3,30 15,8 3,59 17,0 24 6 16 5 1975* 15,4 47 48 40 1971 9,8 62 51 62 1990 49,20 3,37 2,05
рация в целом 1977 30,2 64 48 50 1981* 15,7 62 53 50
1998» 11,4 48 42 34 1995* 18,2 50 61 36
Северный и Севе- 0,14 33,8 0,04 12,6 41 8 9 1 1966 26,8 44 62 58 1995 19,5 55 68 68 1967 0,52 1,61 1,38
ро-Западный 1977 1993 23,9 43,9 54 60 49 64 58 51 1999 11,4 58 56 58
Центральный 1,14 41,8 0,61 25,6 15 6 15 6 1975 1978 1998* 18,1 23,7 15,5 56 62 57 52 56 55 52 58 56 1986 1971 1981» 24,0 16,4 28,2 66 56 40 55 75 36 56 80 36 1992 4,92 2,68 1,93
Центрально- 0,24 9,1 1,06 50,9 2 0 18 9 1992 10,5 80 94 85 1968 26,2 58 45 58 1989 6,40 3,20 2,20
Черноземный 1981* 1984* 1995* 28,0 26,2 33,6 55 45 45 40 57 58 42 38 38
Волго-Вятский 0,43 29,0 0,21 18,5 18 6 8 6 1961 24,0 44 36 34 1966 15,2 53 46 62 1992 2,73 1,75 1,73
1986 1993 19,6 22,3 57 96 70 61 67 80 1981* 1977 20,4 44,2 37 54 51 43 41 24
Поволжский 0,36 12,1 0,68 12,6 6 6 6 0 1995* 22,0 59 65 29 1989 16,3 61 92 71 1990 10,77 2,80 2,29
1999* 15,0 49 70 57
Северо- 0 0 0,87 18,9 0 0 3 3 1979* 18,9 49 - 43 1990 18,14 4,10 1,90
Кавказский
Уральский 0,91 43,8 0 0 34 12 0 0 1977 1986 1996» 1998 37,9 34,1 30,5 13,4 26 60 44 10 35 87 62 26 19 63 58 24 1992 4,01 2,99 2,20
Примечание. Звездочкой отмечены годы с неблагоприятными условиями перезимовки и с летней засухой. 5, — максимальная за рассматриваемый период площадь погибших к весне озимых; Р — вероятность гибели озимых; ¥„ и — соответственно урожайности озимых пшеницы и ржи; У, — валовой урожай зерна озимых.
при талой почве или ее слабом (менее 50 см) промерзании и при температуре на глубине залегания узлов кущения выше -7°С [5, 10]. На рис. 1 представлено также географическое распределение максимальной за 1955—2000 гг. площади с погибшими посевами озимых зерновых культур по территориям областей, краев и республик РФ в результате вредного влияния при перезимовке комплекса неблагоприятных факторов и вероятность гибели посе
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.