Прогнозирование урожайности по влагообеспеченности растений

 

Южные и юго-восточные районы Центрального Черноземья часто страдают от засух и эрозии. Земледелие и все сельскохозяйственное произ­водство в этих районах остается неустойчивым.

Руководители и специалисты хозяйств, руководство этого района не раз вы­сказывали пожелание иметь надежные краткосрочные (2-3-месячные) про­гнозы урожайности основных сельскохозяйственных культур, которые по­зволили бы принимать экстренные своевременные меры по устранению по­следствий засух, обеспечению бесперебойного ритма производства. По дан­ным таких прогнозов можно также проводить оценку экологической устой­чивости севооборотов и агроландшафтов в целом.

Широко известны методы прогнозирования урожайности по влаго­обеспеченности культур, но они охватывают крупные районы и области. Нами предложен иной методический подход – микрозональный. Суть его в том, чтобы на основе данных сети агрометеостанций по урожайности основ­ных сельскохозяйственных культур и сопряженным данным по запасам дос­тупной для растений влаги в метровом слое почвы с учетом количества осад­ков за вегетационный период за последние 10-15 лет установить микрозо­нальные уравнения связи этих параметров, которые можно было бы с доста­точной надежностью использовать для прогнозирования урожаев. Такие уравнения могут быть применены только в тех микрозонах, на которые рас­пространяются наблюдения агрометеостанций.

В качестве критериев прогноза, таким образом, выступают весенние запасы влаги в почве по декадам, количество выпадающих осадков за вегета­ционный период (среднемноголетние данные) и урожайность выращиваемых культур. Связующим звеном между урожаем и расходом влаги на его форми­рование выступает коэффициент водопотребления, также имеющий микро­зональный характер и определяемый применительно к конкретным культу­рам и почвенно-агрометеорологическим условиям.

Прогнозируемая по влагообеспеченности урожайность культур есть сумма урожайности за счет весенних запасов влаги в метровом слое почвы и за счет среднемноголетних осадков вегетационного периода (в обоих случаях с учетом коэффициента водопотребления). Второе слагаемое – величина, по­стоянная в каждой микрозоне. Значит, остается установить среднемноголет­ний коэффициент водопотребления для конкретной культуры в местных микрозональных условиях. Данные же по запасам доступной влаги в почве определяются для конкретного поля или для этих целей используются дан­ные ближайшей агрометеостанции.

 

Табл. 1. Пример составления трехмесячного прогноза урожайности озимой пшеницы по запасам продуктивной влаги (опытное поле агрометеостанции «Митрофановка»)

Год	P	S	YF	KW	Yp	YS	Y	Yp+S
			40,0		9,7	25,6	35,3	40,0
			36,5		14,3	25,6	39,9	55,8
			50,5		17,5	25,6	43,1	42,6
			41,4		21,2	25,6	46,8	29,2
			54,0		31,8	25,6	60,4	58,0
			41,9		17,3	25,6	42,9	33,8
			50,0		25,5	25,6	51,1	59,1
			59,0		4,5	25,6	30,1	36,0
			31,6		19,1	25,6	44,7	32,3
			53,5		26,7	25,6	52,3	64,8
			24,0		13,5	25,6	39,1	34,8
			44,0		18,6	25,6	44,2	44,2

Пояснения. P – запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы во второй де­каде апреля, мм; S – сумма осадков за время вегетации (с третьей декады апреля по тре­тью декаду июля), мм; Y_F – фактическая урожайность по агрометеостанции, землепользо­ванию, административному району (ц/га); K_W – коэффициент водопотребления (м³/ц); Y_p – гарантированный урожай за счет почвенных влагозапасов (ц/га); Y_S – урожайность за счет среднемноголетних осадков вегетационного периода (ц/га); Y – прогнозируемая урожайность (ц/га); Y_p+S – урожайность по фактическим запасам воды в почве и осадков за вегетационный период (ц/га); - среднемноголетние значения приведенных величин.

В табл. 1 и пояснениях к ней дана подробная расшифровка способов расчета необходимых показателей. Как видно, урожайность за счет осадков вегетационного периода можно определить не только по их среднемноголет­ней норме, но и для сопоставимости – по количеству осадков конкретного года.

На основе нашей методики за период с 1976 по 1986 г. примени­тельно к соответствующей агрометеостанции и административному району рассчитаны уравнения (табл. 2 и 3), с помощью которых можно определять 2-3-месячные прогнозы урожайности основных сельскохозяйственных культур для южных и юго-восточных районов Воронежской области. Корреляцион­ная связь между фактическим и прогнозируемым урожаем достаточно высока (r = 0,8-0,5).

Для определения ожидаемого урожая требуются только данные по ве­сенним запасам почвенной влаги. Простота и доступность такого подхода по­зволяют широко использовать его в решении ряда практических и научных задач.

Покажем в качестве примера применение нашего метода для выясне­ния роли полезащитных лесных полос. Исследования, выполненные нами в колхозе «Дружба» Кантемировского района Воронежской области, показали высокую эффективность таких лесополос. В засушливом 1986 г., когда за апрель-май и первые две декады июня выпало лишь 29 мм осадков, почвен­ные запасы (в метровом слое) доступной для растений влаги на полях, защи­щенных лесными полосами, были в конце мая - начале июня на 50-60 мм больше, чем на открытых незащищенных полях. Во влажном 1987 г. эта разность по влагозапасам была ниже – в пределах 30 мм – и приурочена к засушливым периодам. В периоды частого выпадения дождей она сглажива­лась. Таким образом, эффективность лесных полос в наибольшей мере про­является в засушливые годы, то есть тогда, когда в нашем распоряжении фактически нет других средств защиты и спасения урожая.

Экологическая устойчивость агрофитоценозов и особая роль в них сис­тем лесных полос определяются и таким показателем, как коэффициент во­допотребления культур. На полях, защищенных лесными полосами, он при­мерно в 1,5-2 раза ниже, чем на незащищенных. В условиях расчлененного рельефа местности стокорегулирующие лесные полосы являются также важ­нейшим элементом контурно-мелиоративной организации территории, спо­собствующим лучшему увлажнению почвы и снижению интенсивности эро­зионных процессов.

В условиях Таловского района (восточная часть Воронежской обл.) урожай зерна на полях, защищенных лесными полосами, в среднем за по­следние 11 лет был на 6-8 ц/га выше, чем на незащищенных, а на полях юж­ного Кантемировского района – в 2 раза выше.

Табл. 2. Уравнения для прогнозирования урожайности с.-х. культур