Спецвозможности
Технологии

Влияние гидротермических изменений климата и способа основной обработки на продуктивность кукурузы на зерно

15.09.2020
865
Влияние гидротермических изменений климата и способа основной обработки на продуктивность кукурузы на зерно фото, иллюстрация

В целом происходит перераспределение количества атмосферных осадков для территории Украины, заметные изменения интенсивности и характера их выпадения. Повышение температуры воздуха и неравномерное распределение осадков, которые имеют ливневый, локальный характер в теплый период и не обеспечивают эффективного накопления влаги в почве, может вызвать рост тенденции к повторяемости и интенсивности засух.

Посевы кукурузы в Украине испытываюти чаще всего потери от неблагоприятных гидротермических условий, а генетический потенциал гибридов реализуется не полностью. Для получения высоких урожаев кукурузы следует учитывать ряд факторов, наибольшее влияние из которых принадлежит тепловым ресурсам, влагообеспеченности территории в течение вегетационного периода культуры, системе основной обработки почвы, линейке отбора гибридов, системе удобрения и тому подобное. Угрозу посевам несут в основном погодные условия.

 

Программа исследований предусматривала изучение влияния гидротермических изменений климата и способа основной обработки на производительность кукурузы на зерно. Производительность кукурузы изучали в длительном стационарном опыте отдела обработки и борьбы с сорняками ННЦ «Институт земледелия НААН». Почва опытного поля - серая лесная крупнопылевато-легкосуглинистая. Обработка почвы: разноглубинная вспашка на 28-30 см, дискование на 10-12 см, плоскорезное, глубиной 28-30 см, и чизельное рыхление на 43-45 см. Опыт проводили на фоне внесения под кукурузу N100Р80К80 и заделки послеуборочной побочной продукции предшественника ( 5,5-6 т/га). Система защиты от вредителей, болезней и сорняков - интегрированная. Погодные условия Правобережной Лесостепи определяли по количеству осадков и месячной сумме активных температур.

Проведенный анализ гидротермических условий за 12-летний период свидетельствует о неоднородности распределения осадков в течение вегетации кукурузы в разрезе лет. В большинстве из них первая половина вегетации (май-июнь) характеризовалась высоким уровнем осадков, тогда как во второй (июль-август), наоборот, наблюдали их снижение, что имело неоднозначное влияние на продуктивные запасы влаги в почве. Было определено, что в мае только в пяти из опытных лет (2005, 2007, 2010, 2012, 2013) уровень осадков был оптимальным - 49 мм, в четырех (2008, 2009, 2011 и 2015) несущественно сниженным - 37 мм. В течение трех (2006, 2014 и 2016) сумма осадков составила в среднем 128 мм и была завышена на 78 мм, или 146%, относительно многолетней нормы.

За период 2005-2016 гг. неблагоприятные гидротермические условия в июле наблюдали в течение пяти лет, в частности в 2005, 2009, 2012, 2013, в 2015 гг. При этом сумма осадков колебалась в пределах от 8 до 39 мм при средней многолетней норме 88 мм, а в целом их дефицит составлял 57-67%. Особенно засушливыми были 2012 и 2013 гг.: сумма осадков за месяц составила 4-8 мм (на 90-95% ниже средних многолетних показателей).

При достаточном уровне увлажнения в мае и июне продуктивность растений кукурузы в меньшей степени зависела от суммы осадков в июле. Однако при полном их отсутствии возникают условия для сельскохозяйственной (почвенной) и гидрологической засухи, которые негативно влияют на ход физиологических процессов, происходящих в этот период развития растений. Решающим фактором негативного влияния на реализацию потенциала кукурузы в июле является температура воздуха, которая была выше на 3-3,5°С от нормы.
 
Температурный режим и изменения, которые происходили за вегетационный период кукурузы в 2005-2016 гг., свидетельствуют о росте температуры воздуха во второй половине вегетации: в июле на 0,3-2,7°С, августе - на 2,6-4,5°С и сентябре — на 1,7–3,1°С (рис. 1).
 
В отличие от осадков, температура воздуха не является критическим фактором формирования продуктивности растений. Угрозу представляют лишь временные суховеи во время цветения и опыления культуры, которые могут происходить на фоне длительного отсутствия дождей и привести к снижению урожайности кукурузы. Примечательно, что в последние годы происходит стремительный рост среднесуточной температуры воздуха по сравнению с многолетней нормой. В частности, в 2015 г. за период вегетации кукурузы наблюдали рост температуры воздуха, ведь господствовали три вида засухи: почвенная, атмосферная и гидрологическая, а в целом год был аномальным для зоны. В 2010, 2013 и 2015 гг. наблюдали самую высокую температуру воздуха за проанализированный период. В частности, среднемесячная температура воздуха была выше нормы: в феврале - на 2,6°С, апреле - на 1,7, мае, июне и августе - 3,26-3,71, июле - 2,84, ноябре - на 4,13, а в январе, марте, сентябре - не выше чем на 0,84-1,93°С. Среднесуточная температура воздуха за вегетационный период составила 19,84°С, что превышает норму на 2,78°С (рис. 2).

Достаточно критическими оказались погодные условия июле 2012 и 2013 гг.  и августа 2009, 2010 и 2015 гг., когда месячная сумма осадков составила 8, 4 мм и 16, 24 и 8 мм соответственно. При этом дневная температура воздуха достигала 36-38°С, а на поверхности почвы (0-10 см) зафиксированный показатель температуры находился в пределах 38-41°С. Самый высокий уровень урожайности зерна в эти годы получен при чизельном рыхлении почвы - 5,48 т/га, тогда как при вспашке, плоскорезном рыхлении и дисковании урожайность была ниже на 0,28- 0,48 т/га. Это свидетельствует о зависимости производительности кукурузы от способа основной обработки почвы.

Так, при одноглубинной дисковой обработке почвы, в отличие от других безотвальных способов, запасы влаги были меньше на 12-15%, плотность серой лесной почвы составляла 1,45-1,56 г/см3, что обусловило снижение водопроницаемости пахотного слоя почвы 0-20 см. Особенно ощутимым это снижение было при выпадении дождей ливневого характера в мае 2014 г., когда происходило латеральное стекание капель по поверхности почвы. При благоприятных погодных условиях 2006 и 2014 гг. получен самый высокий уровень урожайности - 9,47 т/га зерна при чизельном рыхлении почвы на глубину 43-45 см, тогда как при дисковании на 10-12 см урожайность была ниже на 2,6 т/га. Снижение урожайности зерна при такой обработке по сравнению с контролем и глубокой чизельной обработкой, - 0,75 т/га, а при засушливых условиях - даже 1,35 т/га. Это свидетельствует о значительной эффективности глубокого чизельного рыхления серых лесных почв, которые являются бесструктурными, с высоким уровнем естественной плотности сложения почвы (равновесная плотность - 1,44 г/см3) по сравнению с другими видами безотвального почвобработки (рис. 3).

Изменения гидротермических условий за период 2005-2016 гг. отрицательно влияют на продуктивность сельскохозяйственных культур, в частности кукурузы на зерно. Динамика осадков за вегетационный период этой культуры свидетельствует об определенных ее изменениях во времени с тенденцией к увеличению количества осадков в мае-июне и значительного снижения их количества в июле-августе. Особенно резко такие явления проявились в 2010, 2013 и 2015 гг. Это дает основания констатировать, что происходят изменения климата зоны Правобережной Лесостепи в сторону повышения засушливости, в частности в критический период развития растений кукурузы насчет необходимости запасов влаги в почве и среднесуточной температуры воздуха.

На основе проведенных расчетов насчет типичности гидротермических условий по уровню осадков и температуры воздуха установлено, что условия за 12-летний период существенно отличаются от многолетней нормы за последние 50 лет. Увеличение суммы активных температур воздуха за вегетацию культуры в зоне правобережной Лесостепи позволяет расширить ассортимент производительных гибридов кукурузы от среднеспелых к среднепоздним.

В связи с погодно-климатическими изменениями, которые происходят в зоне Лесостепи, стоит задача поиска новых подходов к оценке типичности гидротермических условий при глобальных изменениях климата. Очевидно, что при длительном проведении экспериментов среднемноголетнюю норму уместно рассчитывать за меньший промежуток времени.

 

М. Ткаченко, д-р с.-х. наук, завотделом агропочвоведения и почвенной микробиологии

Н. Борис, канд. с.-х. наук, старш. научн. сотрудник,

ННЦ «Институт земледелия НААН Украины»

Журнал «Пропозиція», №12, 2018 р.

Ключевые слова: Кукуруза

Интервью
Малые запасы влаги и отсутствие осадков в период март-апрель формирует определенные ограничения для выращивания данной культуры. Так, на 10 апреля с. г. в зависимости от типов почв, в южных регионах запасы влаги составляли в метровом слое... Подробнее
координатор проекта "Купуймо разом!" Томаш Будзяк
Сельское хозяйство относится к тем отраслям, где объединение может принести к значительному повышению конкурентоспособности. По инициативе крупнейшей в Польше гастрономической закупочной группы Horeca GGZ в Украине будет создана... Подробнее

1
0