Неблагоприятные для сельского хозяйства метеорологические условия

Неблагоприятными для сельского хозяйства стихийными гид­рометеорологическими явлениями являются заморозки, засухи и су­ховеи, пыльные бури, град, ливневые дожди, длительные осадки и переувлажнение почвы в период уборки урожая; в зимнее время – сильные морозы, ледяная корка, бесснежье или высокий снежный покров и другие.

 

Заморозки и их прогноз

Заморозки часто вызывают не только задержку или преждевременное прекращение вегетации и формирования урожая, но и приводят к частичной или полной гибели растений.

Заморозок - кратковременное понижение температуры воздуха или деятельной поверхности (поверхности почвы) до 0 °С и ниже на общем фоне положительных среднесуточных температур.

Заморозки бывают трех типов: адвективные, радиационные и адвективно - радиационные. Адвективные возникают из-за вторжения хо­лодной массы воздуха температурой ниже 0 °С. Радиационные образуются в ясные тихие ночи в ре­зультате интенсивного ночного излучения подстилающей повер­хности. Они для сельскохозяй­ственных растений более опасны. Адвективно-радиационные (смешанные) заморозки.

По интенсивности они делятся на слабые, средние и сильные. Слабыми принято считать заморозки, когда температура воздуха не опускается ниже –2 °С, средними – от -2 до -5 °С, сильными – от -5 °С и ниже.

На больших ровных участках создаются средние условия заморозковой опасности, поскольку здесь нет ни притока, ни стока охлажденного воздуха. В замкнутых долинах продолжительность беззаморозкового периода резко сокращается, а в выпуклых фор­мах рельефа (вершины холмов и верхние части склонов) возра­стает по сравнению с открытым ровным местом. Интенсивность заморозков зависит и от местных условий хозяйства, расположения полей в севообороте, расстояния от круп­ных водоемов и лесных массивов.

По времени возникновения заморозки бывают весенние, летние и осенние. Наиболее опасны поздние весенние и ранние осенние заморозки, их сроки совпадают с вегетационным периодом сель­скохозяйственных культур.­

По длительности действия они делятся на продолжительные (более 12 часов), средней продолжительности (5-12 часов), и кратковременные (до 5 часов).

Повреждение культурных растений заморозками зависит от их устойчивости к низким температурам. Температуру, ниже которой растения повреждаются или гибнут, называют критической.

По степени устойчивости полевых растений к заморозкам В.Н. Степановым выделено 5 групп.

1. Наиболее устойчивые, выдерживающие понижение температуры до -8-10 ⁰С.

2. Устойчивые, выдерживающие понижение температуры до -6-8 ⁰С.

3. Среднеустойчивые, выдерживающие заморозки до -3-4 ⁰С.

4. Малоустойчивые, выдерживающие заморозки до -2-3 ⁰С.

5. Неустойчивые, повреждающиеся легкими заморозками при -0,5-1,0 ⁰С.

Таблица 2 – Устойчивость сельскохозяйственных культур к заморозкам в разные фазы развития (по В. Н. Степанову)

Культура	Температура, ^0С, повреждающая растения в фазы
Всходы	Цветение	Созревание
Наиболее устойчивые к заморозкам
Яровая пшеница	-9-10	-1-2	-2-4
Овес	-8-9	-1-2	-2-4
Ячмень	-7-8	-1-2	-2-4
Горох	-7-8	-2-3	-3-4
Чечевица	-7-8	-2-3	-2-4
Устойчивые к заморозкам
Вика яровая	-6-7	-3-4	-2-4
Бобы	-5-6	-2-3	-3-4
Подсолнечник	-5-6	-2-3	-2-3
Свекла сахарная	-6-7	-2-3	-
Морковь	-6-7	-	-
Среднеустойчивые к заморозкам
Капуста	-5-7	-2-3	-6-9
Соя	-3-4	-2-3	-2-3
Малоустойчивые к заморозкам
Кукуруза	-2-3	-1-2	-2-3
Просо	-2-3	-1-2	-2-3
Сорго	-2-3	-1-2	-2-3
Картофель	-2-3	-1-2	-1-2
Неустойчивые к заморозкам
Гречиха	-1-2	-1-2	-1,5-2
Фасоль	-1-1,5	-0,5-1	-2
Огурцы	0-1	0-1	0-1
Томаты	0-1	0-1	0-1

 

Предсказание заморозков.

Разработано несколько методов прогноза заморозков, сейчас хорошо с заблаговременностью 1-3 суток они предсказываются синоптиками.

Наиболее распространен их прогноз по методу Михалевского:

t min _В = t¹ – (t - t¹)С ± А

t min _П = t¹ – (t - t¹)2С ± А,

где t min _В и t min _П – ожидаемая минимальная температура в воздухе и на почве;

t – температура по сухому термометру в 13 часов;

t¹ – температура по смоченному термометру в 13 часов;

С – коэффициент, зависящий от влажности воздуха в 13 часов.

Если рассчитанная минимальная температура получается ниже -2 ⁰С – заморозок ожидается, при t⁰ = -2⁰+2 ⁰С – заморозок вероятен, при t⁰ >+2 ⁰С – маловероятен.

Результаты корректируют по облачности в 21 час.

1. При облачности менее 4 баллов температура уменьшается на 2 ⁰С (А = -2);

2. При облачности 4-7 баллов температура сохраняется на том же рассчитанном уровне – А = 0 ⁰С;

3. При полной облачности (более 7 баллов) А = +2 ⁰С.

 

Задача.

1. Рассчитать вероятность наступления заморозков по методу Михалевского.

Исходные данные по вариантам

Элементы	Варианты
t ^0С	8,9		6,1	6,2	6,3	6.4	6,5	4,6	4,7	7,8	8,0
t^1 0С	4,9		2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	5,8	4,0
влажность				5-
облачность

 

Коэффициент С в зависимости от относительной влажности воздуха f в 13 ч.

f, %	С	f, %	С	f, %	С
	5,0		2,0		0,9
	4,5		1,8		0,8
	4,0		1,5		0,7
	3,5		1,3		0,5
	3,0		1,2		0,4
	2,5		1,0		0,3

 

Контрольные вопросы

1. Что такое заморозок? Для какого периода года характерно это явление?

2. Какие типы заморозков и причины их возникновения вы знаете?

3. Какие метеорологические измерения нужны, чтобы предсказать заморозки по методу Михалевского?

4. Классификация сельскохозяйственных культур по их устойчивости к заморозкам?

5. Каковы возможные меры борьбы с заморозками?

 

 

8.2. Засухи, суховеи, их оценка

 

Наибольший ущерб сельскому хозяйству страны из неблагоприятных явлений наносят засухи, так как около 70 % всех посевных площадей зерновых культур расположено в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения.
Засуха – сложное метеорологическое явление, возникающее при длительном отсутствии осадков преимущественно в сочетании с повышенной температурой и высокой испаряемо­стью. Поэтому запасы влаги в почве быстро иссякают, условия для развития растений ухудшаются, урожай культур снижается или гибнет.

Засуха может быть атмосферной – жаркая погода без осадков с влаж­ностью воздуха менее 35-30 %, и почвен­ной – отсутствие продуктивной влаги в почве. Особую опасность представляют они при совместном проявлении, тогда растения страдают еще и от перегрева почвы, высокой концентрации почвенного раствора, достигающей токсического уровня. Острее всего посевами переносятся засухи на солонцеватых и засолен­ных почвах в связи с повышенным осмотическим давлением по­чвенного раствора там.

Локальное проявление засухи ослабляется на почвах с близким зале­ганием грунтовых вод, при достижении корнями растений капил­лярной каймы. В этом случае почва меньше нагревается и медленнее охлаждается, поскольку теп­лоемкость воды в 5-6 раз выше теплоемкости механической части почвы. Разница температур поверхности сухой и влажной почв может достигать 20 °С, что оказывает влияние и на приземный слой воздуха.

При снижении же уровня грунтовых вод почва становится суше, континентальность кли­мата усиливается. Частота и длительность засух, колеблясь по годам, от лесостепи к сухой степи возрастает. Их повторяемость в лесостепи составляет 30-40 % и 50-60 % в степной зоне, 2-3 раза в столетие проявляются они даже в лесной зоне. Продолжаются засухи от нескольких дней до 3-4 месяцев.

По времени наступления засухи могут быть весенними, летними и осенними. Весенняя засуха характеризуется невысокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха, малыми запасами продуктивной влаги в почве и сухими ветрами. Яровые культуры повреждаются ею больше, чем озимые, име­ющие уже к этому времени хорошо развитую корневую систему. Продолжитель­ная засуха весной существенно снижает конечный урожай куль­тур даже при условии благоприятного по увлажнению лета.

При летней засухе наблюдаются высокая температура воздуха, низкая относительная влажность и, как следствие, сильное испарение. Ее последствия обычно более тяжелые, чем весенней, так как по­мимо резкого снижения урожая культур ухудшается качество выращенной продукции.

Осенняя засуха возникает на фоне пониженных температур и влажности воздуха. Ее отрицательное действие испытывают главным образом озимые культуры посева текущего года. В отдельные засушливые осенние периоды, когда пахот­ный горизонт не имеет необходимых запасов продуктивной вла­ги, посев озимых зерновых вообще нецелесообразен.

Наибольший ущерб зерновому хозяйству нано­сят весенне-летние засухи, охватывающие многие основные зер­новые районы России. Локальные засухи снижают урожайность в отдельных районах.

Для характеристики засух чаще пользуются гидротермическим ко­эффициентом ГТК Г.Т. Селянинова.

ГТК = 10P: t,

где Р – сумма осадков за период с температурами более 10 ⁰С, мм; t – сумма температур за то же время.

По отноше­нию к яровым культурам засухи оцениваются гидротермическим коэффи­циентом (ГТК) за май – июль. ГТК менее 0,4 – признак очень сильной засухи, 0,4-0,5 – сильной, 0,5-0,6 – средней. Лесная зона оценивается коэффициентом 0,7, лесостепная – 0,6, степная – 0,5.

Однако ГТК не всегда может служить надежным критерием степени засушливости, так как он не учитывает запасы влаги в почве. Исследователи наиболее надежным показателем засухи считают влажность пахотного слоя почвы (0-20 см).

Более надежным показателем ин­тенсивности засухи считается снижение урожайности культур по сравнению со средней многолетней. По А.В. Процерову очень сильной является та, когда урожайность снижается более, чем на 50 %, сильной – снижается на 20-50 %, сла­бой – снижается на 20 %. А. М. Алпатьев (1969) рекомендует к засушливым годам отно­сить те, когда снижение урожайности составляет более 25 %. Снижение урожая до 25 %, по его мнению, возможно вследствие действия других причин: от­ступления в агротехнике, разницы сортов и т. д.

Однако точность всех пока имеющихся характеристик засух невелика.

В засушливые периоды нередко проявляется и другое вредное явление – су­ховей – горизонталь­ный поток воздуха повышенной температуры при низкой отно­сительной влажности. Суховеи, как и засухи, развиваются главным образом за счет сухих воздуш­ных масс, приходящих с севера. Переместившись в умеренные широты, они прогреваются. В Западной Сибири суховеи, чаще всего, имеет юго-западное направление.

Для растений они наиболее опасны при скорости более 5 м/с, с температурой выше 25 °С и относительной влажностью воздуха менее 30 %. В Зауралье суховеи проявляются в среднем в течение 32-38 дней, вероятность слабых и средних засух составляет 100 %, очень сильных в северной лесостепи – 25, южной лесостепи – 35-40, степи – 40-45 %.

Опасность засух и суховеев в первую очередь связана с засухоустойчивостью возделываемых сортов, гибридов, культур. Более сильному их воздействию в Зауралье подвержены яровые зерновые, наиболее активно развивающиеся в весенне-летний, наиболее засушливый период. Значительно лучше условия для ози­мых культур, так как они больше используют весенние запасы влаги в почве и раньше завершают свою вегетацию.

Задача

1. Определить интенсивность засухи по гидротермическим условиям в летние месяцы и за вегетационный период при погодных условиях:

Показатели	Месяц
май	июнь	июль	август
Средняя многолетняя температура воздуха, ^0С	13,3	17,5	19,5	18,1
Фактическая средняя температура воздуха, ^0С	16,5	19,5	22,0
Среднее многолетнее количество осадков, мм
Фактическое количество осадков, мм

 

2. По местному радио сообщили: температура воздуха в полдень будет
29 ⁰С, относительная влажность воздуха 25 %, скорость ветра 5-8 м/с. Следует ли ожидать суховей?

Контрольные вопросы

1. Дайте определение засухи и суховея.

2. При каких условиях погоды возникает засуха?

3. По каким метеорологическим показателям можно оценить интенсивность засухи?

4. Какие метеорологические условия вызывают суховей?

5. Меры борьбы с засухами и суховеями.

9. Сельскохозяйственная оценка климата

Закономерная последовательность атмосферных про­цессов, создаваемая взаимодействием солнеч­ной радиации, атмосферной циркуляции и подстилающей поверх­ности – к лимат – многолетний режим погоды. С климатом связаны распространение и продуктивность всех сельскохозяйственных культур.

Он оценивается:

1) термическими и частично световыми условиями вегетационного периода и его частей;

2) увлажнением, включая ре­жим осадков и влажности почвы в те же периоды;

3) условиями перезимовки озимых и многолетних растений, которые характери­зуются минимальной температурой воздуха и почвы, высотой снежного покрова;

4) неблагоприятными (опасными) для сельского хозяйства метеорологическими явлениями.

Зная климатические условия и требования растений (критическая и оптималь­ная температуры воздуха и почвы; сумма температур, необходи­мая от посева до созревания; количество влаги, обеспечивающее урожай и др.), не сложно определить их степень соответствия. А на основе этих знаний разработать комплекс агротехнических мероприятий, позволяющих скорректировать в той или иной мере отдельные климатические факторы (свет, тепло, влага) в благоприятную для сельскохозяйствен­ных растений сторону.

Совокупность климатических факторов, позволяющих получать сельскохозяйственную продукцию, называется агроклиматическими ресурсами.