Агроклиматические особенности Кировской области

Заморозки на поверхности почвы весной заканчиваются позже, а осенью начинаются раньше, чем в воздухе (на высоте 2м). Вследствие этого беззаморозковый период на почве на 20…30 сут короче, чем в воздухе.

Град.

Град образуется в теплое время года, когда при сильной теп­ловой конвекции (восходящие движения воздуха со скоростью 15...20 м/с в средней части облака) развиваются мощные внутримассовые или фронтальные кучево-дождевые облака (до 12 км и более в высоту). В таких облаках возникает зона повышенной водности (20...30 г/м3).

Крупные капли, поднятые восходящими потоками воздуха в верхнюю часть облака, замерзают и образуют зародыши градин, которые быстро растут, так как сливаются с другими переохлаж­денными каплями, поступающими с восходящими потоками воздуха. Ту часть облака, где происходит основной рост града, называют градовым очагом.

Градины растут до тех пор, пока скорость их падения не превысит максимальную скорость восходящего потока, после чего они падают. Процесс выпадения града развивается лавино­образно.

Обычно градины имеют сферическую или эллипсоидальную форму и размер до 6...8 мм, иногда и больше. В очень редких случаях градины выпадают в виде кусков льда массой 500 г и бо­лее.

Град выпадает полосами. Часто ширина градовой полосы со­ставляет   3...5 км, а длина - 15...20 км. В отдельных случаях гра­добитием бывают охвачены площади шириной до 20 км и дли­ной до 100...200 км. Продолжительность выпадения града в от­дельном пункте колеблется от нескольких секунд до одного часа, составляет в основном 5...10 мин. Выпадение града иногда мо­жет дать на земной поверхности покров высотой до 20...30 см. Град всегда наблюдается при грозе, обычно вместе с ливневым дождем.

Зоны наиболее опасных и частых градобитий находятся в предгорных и горных районах, где в летние жаркие дни возника­ют особенно мощные восходящие потоки за счет большой не­равномерности в нагревании различных форм рельефа, а также за счет горно-долинной циркуляции воздуха. Это предгорные и горные районы Северного Кавказа и Закавказья, Средней Азии и Юго-Восточного Казахстана. Сильные градобития местами от­мечают также в Крыму, Молдавии, Прикарпатье и Закарпатье. Вообще, наиболее часто град выпадает в умеренных широтах, а наиболее интенсивен он в тропиках.

Град наносит повреждения посевам и насаждениям, иногда полностью уничтожая их.

Ливневые дожди.

Ливневые дожди, так же как и град, выпадают из кучево-дождевых облаков, поэтому они охватывают сравнительно неболь­шие площади. Тем не менее, эти дожди за сутки могут дать 80... 100 мм осадков и более и нанести существенный ущерб сельскохозяйственному производству.

Интенсивные ливневые дожди, сопровождаемые сильным ветром, на европейской части России часто вызывают полегание зерновых культур на 20...30 % посевных площадей, а в отдельные годы - на 80 %. Полегание посевов приводит к нарушению рас­пределения биомассы по вертикальному профилю и измене­нию фитометеорологических условий. Согласно наблюдениям А. Д. Пасечнюка (1970), в полегших посевах максимум биомассы смещается к поверхности почвы, а колосья располагаются во всех слоях посева. Объемная плотность зеленой биомассы по­легших посевов в несколько раз превышает плотность нормальных, что снижает турбулентный обмен, ухудшает равномерность распределения солнечной радиации в травостое и, в конечном счете, уменьшает продуктивность фотосинтеза. Проникающая в нижние слои полегших посевов радиация в 2...4 раза меньше, чем в неполегающих.

При полегании ухудшается налив зерна, затрудняется уборка и увеличиваются потери урожая.

Ливневые дожди или длительные осадки могут вызывать стекание и прорастание зерна, способствуют развитию болезней сельскохозяйственных культур. Из-за переувлажнения почвы могут сложиться тяжелые условия для уборки зерновых и техни­ческих культур. Сильные ливни вымывают питательные веще­ства из верхних горизонтов в нижележащие слои почвы. Напри­мер, вымывание калия приводит к ослаблению процесса крахмалообразования в клубнях картофеля. Отсюда снижение лежкоспособности картофеля, клубни часто темнеют.

Сильные ливневые осадки обычно не успевают впитаться в почву, и большая часть их стекает, смывая верхние плодородные слои почвы, вызывая водную эрозию. В горных районах водная эрозия сильнее, чем на равнинах. На интенсивность эрозион­ных процессов влияют не только природные факторы, но и вы­рубка лесов на склонах, распашка крутых склонов, пахота вдоль склонов, нерациональное использование пастбищ. Водной эро­зии подвержены территории Среднерусской и Ставропольской возвышенностей, Центрально-Черноземного района (Воронеж­ская, Белгородская, Липецкая области).

Ветровая эрозия.

К числу неблагоприятных гидрометеорологических явлений относится и ветровая эрозия, или дефляция почвы, — процесс раз­рушения и перемещения частиц почвы ветром. Она возникает под влиянием как природных, так и антропогенных факторов и нередко связана с формами земледелия, не соответствующими данной климатической зоне. Интенсивность дефляции зависит от скорости ветра, размера частиц и их связности.

Ветер является основным фактором развития дефляции. Как отмечалось ранее (см. гл. 4), в приземном слое движение воздуха всегда имеет турбулентный (вихревой) характер. Это приводит к пульсации скорости: за секунды она может меняться в пределах 20...25 % среднего значения, что существенно влияет на разви­тие эрозии. Критическими скоростями ветра на высоте 15 см считают: для песчаных и супесчаных почв — 3...4, суглинистых — 4...7, торфяных - 4...5 м/с.

Наиболее сильному выдуванию подвержены легкие по грану­лометрическому составу, менее связанные почвы: песчаные, су­песчаные, легкосуглинистые.

На степень эрозионных процессов оказывает влияние рельеф территории. Выдуванию больше подвержены верхние и навет­ренные части склонов, при этом, чем круче склон, тем сильнее разрушение почвы.

Немаловажное значение имеет и микрорельеф местности: над выровненной поверхностью поля скорость ветра на 30...40 % выше, чем над невыровненной, грубо взрыхленной.

В степной, полупустынной и пустынной зонах дефляция по­чвы нередко принимает катастрофические размеры. Сильные ветры поднимают (иногда до 1,5...2- км) с поверхности огромное количество почвенных частиц и переносят эту массу на большие расстояния. Это явление называют пыльными бурями. Так, в 1960 г. из районов Северного Кавказа и Украины почвенная пыль была занесена в Румынию, Болгарию и Югославию, види­мость ухудшалась в Белоруссии и Прибалтике.

При переносе пыли происходит ее сортировка, так как круп­ные частицы оседают быстрее. Они откладываются в понижениях рельефа или у различных препятствий — строений, лесных полос или других насаждений. Например, в 1960 г. в Ростовской области во время пыльных бурь лесными полосами было задержано от 5 до 30 м3 мелкозема на 1 м полосы. Высота этих отложений варьировала от 0,5 до 3 м в зависимости от ажурности лесополосы. При этом с потерей каждого сантиметра слоя почвы с 1 га терялось около 30 кг азота, 20 кг фосфора, 300кг калия и 2...3 т гумуса. По подсчетам специалистов, в 1969 г. на открытых полях зяби снос почвы в отдельные сутки составлял 100...400 т/га, т.е. в 20...40 раз превышал годовые потери почвы. Гибель озимых мес­тами достигала 62 %.Если вспомнить, что для восстановления 1 см почвы в есте­ственных условиях требуется 250...300 лет, то следует признать, что ветровая эрозия наносит почвенному покрову невосполни­мые потери. Наряду с выдуванием в период ветровой эрозии происходит засекание растений. В результате на поле остаются остатки стеб­лей с поврежденными листьями или совсем без них, часть расте­ний просто вырывается с корнем. Зимой пыльные бури возникают реже, чем в теплое время года, но отличаются продолжительностью и охватывают значительные территории России. Среднее многолетнее число дней с пыльными бурями увеличивается в направлении с северо-запада на юго-восток.  Так, в южных областях сильные пыль­ные бури наблюдались зимой 1950—1951 гг., в январе 1963, 1964, 1965 гг., в январе—феврале 1969 г.

VIII. Агротехника и погода

Агротехника – технология возделывания, система приемов возделывания сельскохозяйственных культур. Она включает в себя следующие основные приемы: обработку почвы, внесение удобрений, подготовку семян к посеву, определение оптимальных норм посева, посев и посадку, уход за посевами, уборку урожая. К агротехнике также относят снегозадержание, борьбу с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных растений и другие работы.

Современная агротехника основывается на достижениях естествознания, агрономии и технических наук, изучающих биологические особенности растений, условия окружающей среды, спопсобы возделывания сельскохозяйственных культур и принципы работы сельскохозяйственной техники. В частности, при разработке более совершенных приемов агротехники используются достижения генетики, биохимии, физиологии, почвоведения, агрохимии, микробиологии, сельскохозяйственной метеорологии и других наук.

Важнейшей особенностью агротехники является её комплексность и дифференциация в зависимости от местных почвенно-климатических и погодных, а также хозяйственных условий и биологических особенностей возделываемых культур.

Теоретическим обоснованием комплексного и дифференцированного использования агротехнических приемов служат природные законы земледелия. Основные из них – закон незаменимости и равнозначимости факторов жизни, закон минимума, оптимума и максимума, закон совокупного действия факторов жизни растений.

Первый закон земледелия устанавливает, что ни один из факторов жизни растений не может быть заменен никаким другим. Растения для своей жизни требуют одновременного и совместного наличия всех факторов жизни (света, тепла, воды, воздуха, питательных веществ).

Законом минимума устанавливается преимущественная зависимость величины урожая от фактора, находящегося в относительном недостатке. Ограничение любого из основных факторов подавляет жизненные процессы у растений, как бы ни были благоприятны остальные условия.

Каждый фактор имеет свой оптимум, положительные или отрицательные отклонения от которого будут вызывать ослабление жизнедеятельности растений вплоть до полного её прекращения при минимальных величинах и за пределами некоторого губительного максимума. Но ограничивающее действие факторов, находящихся в относительном недостатке или избытке, неодинаково и зависит от других факторов. Оптимальные величины одного из факторов будут зависеть от величины другого, при изменении последнего оптимальные значения первого тоже меняются. Таким образом, оптимальные условия среды формируются из гармонической и до некоторой сте­пени взаимно компенсирующейся системы сочетаний всех основных факторов. Такая система подвижна, но ограничена определенными критическими пределами.

При воздействии только на один фактор жизни, находящийся в минимуме, урожайность сначала интенсивно растет, затем при достижении  определенного  уровня   кривая   урожайности   после каждого последующего увеличения фактора, приобретает характер затухания. Одновременное увеличение до определенных пределов всех факторов в правильной их пропорции сопровождается устой­чивым повышением урожайности. В этом и отражается сущность закона совокупного действия факторов, устанавливающего, что для получения высоких урожаев необходимо одновременное наличие всех факторов жизни растений в оптимальном соотношении. Отсюда   вытекает   необходимость   использовать   такую   систему агротехнических мероприятий и такую последовательность при­емов, которые удовлетворят потребность растений во всех факто­рах. Однако в первую очередь необходимы такие приемы, кото­рые будут действовать на фактор, находящийся в первом мини­муме.   Вместе с тем  надо учитывать другие факторы,  которые могут оказаться недостаточными в дальнейшем.

Система агротехнических мероприятий лишь тогда становится действенным средством управления ростом и развитием растений, когда она  соответствует меняющимся  требованиям  растений  и условиям   погоды.  Поэтому  системы  агротехники   и  отдельные ее приемы должны применяться творчески, быть гибкими и дифферецированными в зависимости от требований растений и меняющихся условий среды. 

В агрометеорологическом аспекте агротехника может рас­сматриваться как комплекс практических способов воздействия на компоненты радиационного, теплового и водного балансов припочвеиного слоя воздуха и почвы с целью обеспечения макси­мального соответствия условий среды потребностям сельско­хозяйственных культур. Способы воздействия могут быть прямыми и косвенными. К прямым средствам воздействия, регулирующим водно-воздушно-тепловой режим почвы и воздуха к световой режим посевов, следует отнести обработку почвы, орошение и осу­шение, снежные мелиорации, нормы посева и другие приемы. К косвенным — приспособление сроков сельскохозяйственных работ и некоторых агротехнических приемов к ритмам и особен­ностям климатических и погодных условий.

В общих чертах сущность значительной части как зональных, так и текущих агротехнических и агромелиоративных меропри­ятий должна в основном исходить из стремления к практически достижимому (в конкретных условиях зоны, местообитания, года или сезона) сближению уровней ведущих жизненных факторов путем прямого и косвенного воздействия на компоненты ради­ационного, водного, теплового и минерального балансов сельско­хозяйственных полей. Этот вывод основывается на положении о том, что природные факторы, стимулирующие продуктивность биосферы, должны находиться в определенном гармоничном соот­ношении. Наличие диспропорции между ними неизбежно сказы­вается на снижении продуцирования органической массы.

С целью возможного уравновешивания жизненно важных фак­торов, например тепла и влаги, комплекс агротехнических и агро­мелиоративных мероприятий может быть направлен как на увели­чение недостающего фактора (орошение, приемы снегонакопления и задержания стока, увеличение влагоемкости и водопроница­емости почвы, использование чистых паров, снижение непро­дуктивного испарения и транспирации растений, утепление почвы с помощью различных агротехнических приемов, размещение посевов с учетом рельефа местности и т. п.), так и на ограничение или уменьшение избыточного (осушение, увеличение затрат тепла на испарение, возделывание культур только во влажный про­хладный период года и т. п.).

Однако оптимальные энергетические уровни процессов для различных сельскохозяйственных культур различны. Например, оптимальные уровни тепла (при условии полного обеспечения влагой) для возделывания хлопка и картофеля неодинаковы. Следовательно, для конкретных сельскохозяйственных целей необ­ходима дифференцированная экологическая оценка энергетических уровней природных процессов тех или иных климатических рай­онов.