Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологические аспекты повышения продуктивности агроэкосистем в черноземной степи Саратовского Правобережья

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические аспекты повышения продуктивности агроэкосистем в черноземной степи Саратовского Правобережья"

На правах рукописи

ООЭОВ327Э

ВАСИЛЬЕВА МАРИНА ЮРЬЕВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЭКОСИСТЕМ В ЧЕРНОЗЕМНОЙ СТЕПИ САРАТОВСКОГО ПРАВОБЕРЕЖЬЯ

Специальность 03 00 16 - экология (сельскохозяйственные науки) 06 01 09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 4 МАЙ 2007

Саратов - 2007

003063273

Работа выполнена в Саратовском государственном университете имени Н Г. Чернышевского и ГНУ Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока РАСХН

Научные руководители доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

заслуженный агроном РФ Курдюков Юрий Федорович; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Пряхина Софья Ивановна

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Назаров Виктор Алексеевич; кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Трофимова Валентина Ивановна

Ведущее предприятие ФГНУ «Российский научно-исследовательский

проектно-технологический институт сорго и кукурузы»

Защита диссертации состоится 2007 г в час мин

на заседании диссертационного совета Д 220 061 Об при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н И Вавилова» по адресу 410600, г Саратов, Театральная площадь,!

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан ^ ¿¿-сс/к^Л^Л-_ 2007 г

Ученый секретарь —-—~—

диссертационного совета —Данилов АН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В экономике сельскохозяйственных предприятий ведущая роль принадлежит производству зерна Большая изменчивость гидротермических условий произрастания зерновых культур, которая является экологической особенностью функционирования агроэкосистем в черноземной степи, а также неосвоенность научно обоснованных систем земледелия приводят к значительным колебаниям урожайности

Низкая урожайность зерновых культур и большая амплитуда ее колебаний свидетельствуют о высокой зависимости производства зерна от погодных условий Так, в Саратовской области средняя урожайность зерновых культур за период с 1990 г по 2005 г изменялась от 3,9 ц/га в 1998 г. до 18,5 ц/га - в 1997 г, а валовой сбор зерна - от 1,2 до 5,7 млн т

Одним из приемов улучшения использования биоклиматического потенциала и повышения продуктивности пашни является возделывание в агроэкоси-стемах взаимодополняющих видов культур На это в своих работах обращали внимание Н М Тулайков, Р Э Давид, П Г Кабанов и другие В этой связи возникает необходимость экологического обоснования и выяснения эффективности производства зерна при совместном использовании в агроэкосистемах культур разных биологических групп - озимых, ранних и поздних яровых

Исследования по теме диссертации являются частью темы 03 01 01 «Провести исследования по конструированию высокопродуктивных и устойчивых агроландшафтов, совершенствованию севооборотов и ресурсосберегающих почвоохранных технологий для условий Поволжья», выполненной отделом земледелия и агротехнологий ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН в 2001-2005 гг

Цель и задачи исследований - разработать агротехнические приемы улучшения использования биоклиматического потенциала и повышения продуктивности пашни в засушливой черноземной степи Саратовского Правобережья.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач

• установить зависимости урожайности озимой и яровой пшеницы, проса от гидротермических условий, складывающихся в межфазные периоды онтогенеза;

• изучить влияние изменений климата на сроки посева озимой пшеницы, яровой пшеницы и проса,

• выяснить продуктивность агроэкосистем в зависимости от удельного веса в них культур разных биологических групп,

• выяснить эффективность использования пашни при возделывании в севообороте культур с асинхронным прохождением этапов органогенеза,

• дать биоэнергетическую, экологическую и экономическую оценку аг-роэкосистемам при возделывании в них культур с асинхронным прохождением этапов органогенеза

Материалом для исследований послужили результаты длительных стационарных полевых опытов отдела земледелия ГНУ НИИСХ Ю.-В , гидрометеоро-

логическая информация по метеостанции Саратов ЮВ, информация климатических справочников и литературные источники по исследуемой теме

Научная новизна. Впервые в зоне засушливой черноземной степи Саратовского Правобережья на основе длительных стационарных опытов исследованы корреляционноые зависимости урожайности озимой пшеницы, яровой пшеницы и проса с агрометеорологическими факторами Выявлены биологические особенности произрастания данных культур Определены оптимальные агрометеорологические условия по межфазным периодам вегетации Установлены основные закономерности продукционного процесса в осенний и весенне-летний периоды вегетации Выяснены эффективность использования биоклиматического потенциала культурами со смещенным прохождением этапов органогенеза и продуктивность пашни при их совместном возделывании в агро-экосистемах С учетом изменений климата обоснованы сроки посева озимой, яровой пшеницы и проса Доказана высокая биоэнергетическая эффективность возделывания в агроэкосистемах культур, относящихся к различным биологическим группам

На защиту выносятся следующие положения:

• взаимосвязи урожайности озимой и яровой пшеницы, проса с основными агрометеорологическими факторами в черноземной степи Саратовского Правобережья,

• фитоценотическая совместимость культур разных биологических групп,

• обоснование возможности повышения устойчивости и увеличения производства зерна путем возделывания культур с асинхронным прохождением этапов органогенеза,

• биоэнергетическая, экологическая и экономическая оценка продуктивности зерновых культур в разных агроэкосистемах

Практическая значимость и реализация результатов исследований

В зоне черноземной степи Саратовского Правобережья обоснована целесообразность возделывания в агроэкосистемах экологических групп культур с различными требованиями к внешним условиям среды Использование принципа компенсационности при построении агроэкосистем позволит увеличить производство зерна и повысить его устойчивость

Установленные зависимости урожайности зерновых культур от агрометеорологических условий на разных этапах органогенеза дают возможность осуществлять биологический контроль за их ростом и развитием по показателям складывающихся гидротермических условий в период вегетации

Результаты исследований прошли производственную проверку в ООО «Славное» Калининского района Саратовской области и внедрены на площади 800 га Они подтвердили, что возделывание в севообороте озимых, ранних и поздних яровых культур повышает устойчивость производства и выход зерна с единицы севооборотной площади на 0,36 - 0,59 т.

Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе вузов и колледжей в курсах общей биологии, экологии, агрометеорологии, а также включены в учебные пособия для студентов

Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались на научных форумах различного уровня Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, СГТУ, 2003), Всероссийской научно-практической конференции «Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье» (Саратов, НИИСХ Юго-Востока, 2003), Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения С П Хромова (Москва, 2004), Всероссийской конференции, посвященной 200-летию Казанского университета (Казань, 2004), Международной научно-практической конференции «Агроэколо-гическое состояние АПК опыт, поиск, решения» (Саратов, СРИППКРКС АПК, 2005), на XII съезде Русского географического общества (С -Петербург, 2005), основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на итоговых научных конференциях географического факультета СГУ (Саратов, 2005,2006 гг) По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ. Декларация личного участия в выполнении работы. Автор с 2003 г по 2006 г принимал участие в наблюдениях и исследовательских работах на опытных полях отдела земледелия и агротехнологий ГНУ НИИСХ Юго-Востока Им были обобщены литературные источники по теме диссертации, составлена методика исследований, обоснованы теоретические положения, проведены обработка и анализ многолетнего материала стационарных опытов отдела земледелия и агротехнологий ГНУ НИИСХ Юго-Востока, сделаны выводы и подготовлены рекомендации производству

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка из 161 наименования, в том числе 6 на иностранных языках и 17 табличных приложений Общий объем диссертации составляет 196 страниц компьютерного текста с 64 таблицами и 16 рисунками

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения наблюдений и исследований

Условия проведения исследований. Исследования проводились на опытном поле ГНУ НИИСХ Юго-Востока, расположенном в северо-восточной части г Саратова. Место проведения опытов по географическому положению является характерным для сухостепной зоны с умеренно холодной зимой, жарким летом и большой изменчивостью погоды в режиме увлажнения

Почва опытного участка - чернозем южный, по гранулометрическому составу тяжелосуглинистый Мощность гумусного горизонта 32 - 47 см Содержание гумуса в пахотном слое - 4,6 - 5,4% Реакция почвенного раствора - 6,8-7,2

Водно-физические свойства пахотного слоя почвы имеют следующие показатели плотность - 1,19 г/см3, плотность твердой фазы - 2,61 г/см3, максимальная гигроскопичность - 9,59%, влажность завядания - 14,9%, наименьшая влагоемкость - 34,0% от массы сухой почвы

Средняя годовая температура воздуха в районе Саратова равна 5,3 "С В те-

чение года средняя месячная температура воздуха изменяется от -11,6 °С в январе до 21 °С в июле Теплообеспеченность вегетационного периода по сумме температур выше 10°С в среднем составляет 2700°С Продолжительность вегетационного периода с суммой температур выше 5°С в среднем 193 дня

Среднее годовое количество осадков - 451 мм Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы к началу весенних полевых работ в среднем - 125-150 мм Величина гидротермического коэффициента Селянинова за вегетационный период в среднем - 0,83

Схема и методика проведения опыта. Наблюдения и исследования велись на следующих вариантах стационарного опыта

Виды севооборотов Чередование культур в севооборотах

2-польный зернопаровой Пар чистый, озимая пшеница

3-польный зернопаровой Пар чистый, озимая пшеница, яровая мягкая пшеница

4-польный -I зернопаровой Пар чистый, озимая пшеница, просо, яровая мягкая пшеница

4-польный -II зернопаровой Пар чистый, озимая пшеница, яровая твердая пшеница, яровая мягкая пшеница

6-польный-1 зернопаропропашной Пар чистый, озимая пшеница, яровая твердая пшеница, кукуруза, яровая мягкая пшеница, яровая мягкая пшеница

6-польный-П зернопропашной Пар занятый (вика с овсом на сено), озимая пшеница, яровая твердая пшеница, кукуруза, яровая мягкая пшеница, яровая мягкая пшеница

7-польный зернопаровой Пар чистый, озимая пшеница, яровая твердая пшеница, просо, яровая мягкая пшеница, яровая мягкая пшеница, ячмень

9-польный зернопаротравяной Пар чистый, озимая пшеница, просо, яровая мягкая пшеница + люцерна, люцерна, люцерна, яровая твердая пшеница, яровая мягкая пшеница, ячмень

Повторность в опыте принята трехкратная Размещение вариантов систематическое в два яруса Размер делянок 360 м2, учетная площадь 115 м2 Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур соответствовала рекомендованной в зоне

Особенность выполняемых исследований заключалась в том, что они велись на основе данных, полученных в длительных (1972-2005 гт ) полевых опытах

Методика проведения исследований. Формирование продуктивности изучалось у зерновых культур, относящихся к разным экологическим группам озимая пшеница, яровая пшеница, просо

В годы наблюдений и исследований (2003-2005 гг ), проводимых автором,

высевались районированные сорта зерновых культур Уборку урожая осуществляли прямым комбайнированием комбайном «Сампо-500».

В опытах фенологические наблюдения проводились в соответствии с «Наставлением гидрометеорологическим станциям и постам» (1973) Влажность почвы определяли термостатно - весовым методом Пробы почвы отбирали на глубину 1 м послойно через каждые 10 см в трехкратной повторности Оценка обеспеченности температурных условий закаливания озимых культур и расчет оптимальной потребности растений в воде были проведены по методам П Г Кабанова (1975) Условия увлажнения вегетационного периода оценивали с помощью гидротермического коэффициента Селянинова (1928) Оптимальные экологические условия в разные периоды вегетации культур определяли по годам с максимальной урожайностью (120% и выше средней многолетней величины) Оценку степени изменчивости метеорологических величин по межфазным периодам развития исследуемых зерновых культур проводили согласно Б А. Доспехову (1985) В основу расчетов биоэнергетической эффективности агро-ценозов и агроэкосистем положена «Методика биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства» (1983) Расчет экономической эффективности осуществляли по технологическим картам и нормативным справочникам по ценам, сложившимся на 01 09 2006 г

Обработка экспериментальных данных велась статистическими методами корреляционного и дисперсионного анализа с использованием компьютерных программ SPSS 12 0 и Microsoft Excel 2000

Основным материалом для исследований послужили данные стационарных опытов отдела земледелия и агротехнологий ГНУ НИИСХ Юго-Востока по урожайности культур, весенним запасам продуктивной влаги в метровом слое почвы и лаборатории агрометеорологии Саратов, ЮВ по температуре, осадкам, дефициту влажности воздуха, датам весеннего и осеннего перехода температур воздуха через 0,+5,+10°С за период с 1972 г по 2005 г

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Агроклиматические ресурсы и продуктивность зерновых культур черноземной степи Саратовского Правобережья

Корреляционный анализ показал, что зависимость между урожайностью зерновых культур и агрометеорологическими величинами может носить как линейный, так и нелинейный характер Поэтому рассчитывались не только коэффициенты линейной корреляции (г), но и значения корреляционных отношений (ri)

Динамика температурного режима и теплообеспеченности посевов зерновых культур. За период исследований с 1972 г по 2005 г среднегодовая температура воздуха в регионе превысила климатическую норму на 1,1 °С, средняя температура зимнего сезона - на 2,4 °С, теплообеспеченность вегетационного периода - на 165-185 °С, а его продолжительность увеличилась на 5-6 дней

Повышение температуры воздуха в первой и второй декадах апреля на 2,1 и 2,2 °С соответственно приводит к более раннему поспеванию почвы для

весенних полевых работ и смещению сроков посева ранних яровых культур на 5-8 дней раньше относительно средней многолетней даты (2б/1У-28/1У)

Установлена обратная линейная зависимость между урожайностью яровой пшеницы и числом аномально жарких дней в мае-июле (г = - 0,714±0,08), а у проса - между урожайностью и числом таких дней в июне-августе (г = - 0,519±0,12) У озимой пшеницы зависимость урожайности от числа дней с аномальными отклонениями температуры снижается (г = - 0,348±0,15) Это объясняется тем, что наибольшее их число наблюдается в июле, когда она проходит завершающие фазы развития - восковую и полную спелость В годы с числом аномально теплых дней 21 и более озимая пшеница и просо могут снижать продуктивность соответственно на 56 и 42%, а яровая пшеница - на 93%

Смещение осенних дат перехода температуры воздуха через +10, +5 и О °С на более поздние сроки привело к увеличению продолжительности осенней вегетации озимых культур на 5-6 дней Средняя продолжительность периода с суммой эффективных температур составила 196-198 дней В связи с этим создается необходимость в корректировке сроков посева озимых культур

Условия влагообеспеченности и продуктивность зерновых культур. Исследование динамики внутригодового распределения осадков показало увеличение относительно климатической нормы осенне-зимних осадков (ноябрь -февраль) на 20%, в то время как осадки теплого периода (апрель - октябрь) остаются в пределах климатической нормы — 292 мм. Наблюдается уменьшение количества осадков в августе и мае и повышение средней месячной суммы в сентябре на 33%.

Установлено, что урожайность озимой пшеницы имела наибольшую связь с суммой осадков за период апрель - май (г) = 0,389±0,15) В целом за период весенне-летней вегетации озимой пшеницы (апрель - июль) теснота связи оценивалась как умеренная (г| =0,375±0,15) У яровой пшеницы значимая величина корреляции обнаружена с суммой осадков мая-июля (п =0,653±0,10) При этом наибольший вклад в формирование урожая вносили осадки мая - июня (^ =0,593±0,11) Устойчивая зависимость продукционного процесса яровой пшеницы от осадков сохраняется на протяжении всего периода вегетации (11 =0,540±0,12) Значимые коэффициенты получены при расчете взаимной корреляции урожайности проса с суммой осадков мая-июня (г| = 0,б85±0,09), в основном за счет осадков мая (т| =0,646±0,10) Величина корреляции за весь вегетационный период (май-август) составила - г) = 0,636±0,10 Связь урожайности проса с осадками предшествующего посеву периода можно объяснить их аккумуляцией в пахотном слое и положительным воздействием на элементы продуктивности I и II этапов органогенеза.

Значительные колебания осадков по годам и их неравномерное распределение в течение вегетационного периода является основной причиной снижения урожайности зерновых культур в черноземной степи Саратовского Правобережья (табл 1)

1 Количество осадков в отдельные периоды весенне-летней вегетации зерновых культур в годы с разным уровнем урожайности, мм

Период (культура) Средняя многолетняя сумма осадков Урожайные Среднеуро-жайные Неурожайные

Апрель-май (озимая пшеница) 57±7 71±6 54±5 41±4

Май-июль (яровая пшеница) 139±8 170±14 139±9 103±8

Май-июнь (просо) 122±9 122±7 91±8 47±5

Зависимость между урожайностью озимой пшеницы и запасами продуктивной влаги (ЗПВ) в метровом слое почвы незначимая (т| = 0,286±0,16) Это можно объяснить тем, что в годы исследований урожай озимой пшеницы в большей степени определяли осенние и весенне-летние условия вегетации, а не весенние запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, которые были достаточно высокими

Корреляция между урожайностью яровой пшеницы и весенними ЗПВ в почве статистически значимая (г| = 0,504±0,13) Однако стандартные отклонения самих исследуемых величин велики (отклонение урожайности о = 0,822±0,10, запасов влаги - о = 25±4) Поэтому использовать величину весенних ЗПВ в почве в качестве предиктора урожайности яровой пшеницы в условиях черноземной степи не представляется возможным В годы с засушливой весной вследствие быстрого (в течение 7-10 дней) иссушения верхнего слоя почвы (0-3 см) узловые корни у яровых зерновых культур не образуются или имеют слабое развитие В результате на фоне высоких весенних ЗПВ в почве урожайность культур может резко снижаться У проса зависимость урожайности от весенних ЗПВ в почве оценивается как умеренная - г| = 0,351 ±0,15

Анализ результатов исследований свидетельствует, что уровень урожайности зерновых культур разных экологических групп в черноземной степи во многом определяют условия влагообеспеченности, складывающиеся в весенне-летний период Гидротермический режим вегетационных периодов в годы исследований был контрастным 14 лет можно характеризовать как засушливые (ГТКу-1х <0,6), 12 лет как влажные (ГТКу.|х^1,0), 8 лет на уровне средних многолетних значений (0,7<ГТК\Мх<0,9) Наиболее благоприятные условия для формирования высокой продуктивности озимой пшеницы складывались в годы с увлажнением периода вегетации 1,0<ГТКу-1х<1>3, яровой пшеницы - с ГПСу-1х^1>0, проса - с 0,7<ГТКу-1х<1,0 В такие годы урожайность озимой пшеницы выше средней многолетней величины на 15%, яровой пшеницы - на 31%, проса - на 25%

Комплексная оценка гидротермических условий вегетации показала, что озимые и поздние зерновые культуры более адаптированы к условиям засуш-

ливой черноземной степи, чем ранние яровые

Биологические и агроэкологические особенности произрастания озимой пшеницы в черноземной степи Саратовского Правобережья

Озимая пшеница, возделываемая в условиях черноземной степи, обладает более высокой потенциальной продуктивностью по сравнению с яровыми зерновыми культурами При средней урожайности озимой пшеницы 3,38 т/га ее межгодовая изменчивость не превышает 38%

Биологические и экологические особенности осенней вегетации озимой пшеницы. На основе анализа многолетних данных установлено, что оптимальным сроком посева озимой пшеницы, обеспечивающим до прекращения осенней вегетации образование 3-4 побегов на 1 растение и максимальную урожайность, следует считать период с 29 августа по 11 сентября Весной продуктивная кустистость таких растений снижалась всего на 15-35% и составляла 2,5-2,7 стебля на 1 растение

Посевы ранних сроков посева, несмотря на большую кустистость осенью (5,5-6,2 побега на 1 растение), имели меньшее число продуктивных стеблей на единицу площади, чем посевы оптимальных сроков Поздние посевы озимых заметно снижали густоту всходов и, как правило, уходили в зиму в фазе всходов и 3-его листа Весной продуктивная кустистость таких растений не превышала 1,4-1,9 стебля на 1 растение

Высокая повторяемость лет (67%) с осадками менее 5 мм в период прохождения I этапа органогенеза ставили урожайность озимой пшеницы в зависимость от запасов продуктивной влаги в пахотном слое почвы в момент посева (т) =0,470±0,14) и дефицита влажности воздуха (г| =0,527±0,13) Рост урожайности отмечается при одновременном повышении запасов продуктивной влаги в пахотном слое почвы и понижении дефицитов влажности воздуха

Запасы продуктивной влаги в пахотном слое парового поля в посев озимой пшеницы в среднем составляют 43-48 мм, по занятому пару - 14-20 мм Межгодовая изменчивость влагозапасов пахотного слоя почвы по чистому пару 20%, по занятому пару - 80%

Оптимальная продолжительность периода осеннего кущения озимой пшеницы - 32-36 дней За этот период накапливается сумма эффективных температур равная 250-320°С. Увеличение продолжительности осеннего кущения до 40 дней и более приводит к перерастанию растений, снижению зимостойкости и урожайности на 0,30-0,53 т/га относительно среднего многолетнего уровня (3,16.. 3,60 т/га)

Биологические и экологические особенности весенне-летней вегетации озимой пшеницы Для реализации заложенного с осени потенциала урожайности озимой пшеницы необходимо, чтобы длина периода «возобновление вегетации - выход в трубку» (Ш-Г/ этапы органогенеза) была 35-39 дней. Продолжительность весеннего кущения зависит от осадков (0,908±0,03) В годы с количеством осадков менее 50% при средней многолетней сумме 30-40 мм продолжительность весеннего кущения сокращается до 23-25 дней Урожайность в такие годы

снижается на 20-23% Корреляция урожайности с осадками статистически значимая (г) = 0,517±0,13), в то время как с другими климатическими показателями слабая (с температурой и дефицитом влажности воздуха, с запасами продуктивной влаги в пахотном и метровом слоях почвы) Оптимальные условия для образования новых побегов и роста вегетативной массы создаются, когда от начала возобновления вегетации до выхода в трубку осадков выпадает 45-57 мм

Реализация потенциальных возможностей культуры на У-УШ этапах органогенеза (выход в трубку - колошение) зависит от суммарных ресурсов запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы в период возобновления вегетации и количества осадков, выпавших за период (г| = 0,475±0,14) Суммарные ресурсы влаги равные 225-237 мм в 68% от общего числа способствовали формированию урожая более 4,0 т/га

На 1Х-Х этапах органогенеза (цветение - молочная спелость) растениям озимой пшеницы необходимы условия увлажнения, соответствующие засушливым (гидротермический коэффициент 0,6 . 0,8) В засушливые годы температурный режим складывается на 1 С ниже среднего многолетнего Это создает эффект частичной компенсации недостатка влаги Оптимальные условия складываются при продолжительности периода 19-21 день, температуре воздуха 19-20°С, дефиците влажности воздуха 10-11 гПа, сумме осадков 33-43 мм

Для XI этапа органогенеза (молочная - восковая спелость) характерно ослабление зависимости продукционного процесса от абиотических факторов Оптимальные условия определяются гидротермическими коэффициентами 0,7 . 0,9, температурой воздуха 20-21°С, дефицитом влажности воздуха 11-12 гПа, суммой осадков 16-20 мм

На XII этапе органогенеза (восковая - полная спелость) решающее значение для формирования урожая озимой пшеницы приобретают температура (т| = 0,400±0,15) и дефицит влажности воздуха т] = (0,446±0,14) В годы с температурой воздуха более 22 °С, дефицитом влажности воздуха более 13 гПа урожайность может снижаться на 0,5-0,6 т/га за счет резкого понижения выполненности зерна В условиях достаточного увлажнения (ГТК>1,0) выпавшие осадки понижают температуру и дефицит влажности воздуха Урожайность возрастает за счет хорошей выполненности и выравненности зерна.

Биологические и экологические особенности формирования продуктивности ранних и поздних яровых культур в черноземной степи Саратовского Правобережья

Яровая пшеница. Колебания урожайности яровой пшеницы по годам более значительные, чем озимой пшеницы При средней урожайности 1,56 т/га ее межгодовая изменчивость составляет 53% Наибольшая связь урожайности яровой пшеницы на I и II этапах органогенеза определяется запасом влаги в пахотном слое почвы в посев и осадками, выпадающими в период «посев - кущение» (т| = 0,637±0,10) Осадки повышают содержание влаги в посевном слое и улучшают условия для кущения растений и образования узловых корней Важным приемом регулирования условий, влияющих на рост и развитие растений

на I и II этапах органогенеза, является посев пшеницы в оптимальные сроки Ранние сроки посева имеют преимущество, поскольку формирование элементов продуктивности проходит при большем содержании влаги в почве, более низких температурах и дефиците влажности воздуха На Ш-1У этапах органогенеза зависимость урожайности от суммарного количества влаги, содержащейся в пахотном слое и выпадающей в виде осадков, еще сохраняется (т| = 0,529±0,12)

Установлено, что корреляция урожайности только с суммой осадков за период «посев - колошение составляет» т| = 0,567±0,12, а с учетом весенних ЗПВ в метровом слое почвы она увеличивается до т) = 0,629±0,10 В высокоурожайные годы суммарная величина запасов влаги и количества осадков составляла 232 -250 мм, в годы с низкой урожайностью - 146-156 мм

По температурному режиму наиболее неблагоприятными являются условия прохождения 1П-1У этапов органогенеза (кущение - выход в трубку) Отклонения средних многолетних температур от оптимальных в этот период достигают максимальных значений (1,9 °С) (табл 2)

2. Качественная характеристика условий вегетации яровой пшеницы (1972-2005 гг)

Межфазные периоды Длина периода, дни t,°С d, гПа Р, мм

средние оптимальные средние оптимальные средние оши-мальные средние оти-маль-ные

Посев-всходы 9±1 10tl 14,1±0,6 13,7±0,5 8,7±0,6 83±0,8 10±3 14±4

Всходы-кушенис 15±1 14±1 15,7±0,5 15,9±0,5 9,9±0,6 9,6±1,0 20±7 19±б

Кущение-выход в трубку 13±1 13±1 17,7±0,5 15,8±03 11,0±0,5 8,6±0,5 15±4 17±5

Выходвтр>бку -колошение 16±1 18±1 20,1±0,5 18,7±0,4 11,8±0,7 10,0±0,9 28±5 35±9

Колошение -цветшие 3±1 4±1 21,4±0,б 22,0±Ю,5 12,б±1,0 11,9±1,7 б±2 7±2

Цвегаие-мстчвзя отежсть 18±1 19±] 21,4±03 20,1±03 11,7±0,6 9,2±0,6 37±8 49±11

Меикиная -восковая спэюсть 12±1 15±1 22,5±0,4 21,б±0,3 12,9±0,6 8,5±1,5 19±б 28±8

Восковая -полная спелость 8±1 8±1 22,3±0,5 21,4±0,4 13,3±0,9 11,0±1,1 9±2 8±2

Вегетационный период 96±2 99±2 19,1±03 18,5±0,4 11Д±0,4 9,8±0,4 144±13 175±10

Высокие температуры воздуха обусловливают увеличение дефицита влажности воздуха, что отрицательно влияет на формирование урожая Оптимальное соотношение осадков и температуры воздуха складывается при ГТК от 0,8 до 1,0

Большая (96%) межгодовая изменчивость осадков в период «выход в трубку -колошение» (TV-VII этапы органогенеза) сказывается на устойчивости урожаев яровой пшеницы Зависимость урожая от осадков в этот период достигает максимальных значений (т) =0,522±0,12) В это время резко увеличивается испарение с поверхности почвы и усиливается процесс транспирации Оптимальные условия

складываются при ГТК от 0,9 до 1,3

Зависимость урожайности от осадков сохраняется и при прохождении IX -XI этапов органогенеза (цветение - молочная спелость) (0,482±0,13) Оптимальные условия в период налива зерна определяются ГТК от 1,3 до 1,7

На Х1-ХП этапах органогенеза (молочная - восковая спелость) отмечается максимальная (0,609±0,11) зависимость урожайности яровой пшеницы от дефицита влажности воздуха Оптимальные условия для формирования зерновки складываются при дефиците влажности воздуха от 7 до 10 гПа Резкое снижение урожайности наблюдается в годы, когда средний дефицит влажности воздуха за период более 14 гПа Засушливые явления в этот период могут приводить к недобору зерна даже при благоприятных гидротермических условиях в предшествующие периоды

Просо. Для формирования высокой продуктивности проса требуются температурные условия на 2-3°С выше, а осадков на 23-25% меньше, чем для яровой пшеницы Средняя урожайность проса за годы исследований составляла 2,39 т/га, при этом межгодовая изменчивость урожая не превышала 40% Оптимальные агрометеорологические условия в период вегетации проса практически не отличаются от средних многолетних (табл 3)

3 Качественная характеристика условий вегетации проса (1972-2005 гг )

Межфазные периоды Длина периода, дни t,°C d, гПа Р, мм

средние огпи-мачьньЕ средние оши-мальньЕ средние сгои-ШПШЬЕ средние аш- шш.

Посев-всходы 10±1 8±1 18,7±0,5 18,5±0,9 11,4±0,7 10,6±1,1 13±3 &±2

Всходы-кущение 1ЭЫ 14±1 19,7±0,5 18,1±0,9 11,6ь0,7 9,6±0,9 21±4 17±2

Кувдние-выход в трубку 12±1 13±1 20,&Д5 19,8±0,9 11,1*0,7 9,7±1,2 26t5 41±7

Выходвтр>бку -выметывание 11±1 9±1 22,0*0,5 21,5±0,5 12,7±0,8 10,7±0,5 2Q±3 26±3

Выметывание-восковая спелость 21±1 22±1 223±Д4 22,1 ±0,5 125±0,7 10,7±0,5 33¿5 35±4

Восковая -полная спелость 18±1 19±1 18£±0,4 20,0±0,б 12,0*0,7 10,5±0,6 lftfc4 1ЯЗ

Вегетационный период 85±1 85±2 20.7ШЗ 20,0±0,3 11,8±Д5 10,0±0,3 130±11 145±9

Исследования показали, что лучшие сроки посева проса - вторая половина третьей декады мая - начало июня Складывающиеся к этому времени агрометеорологические условия - средняя температура воздуха - 18-19 °С, дефицит влажности воздуха - 11-12 гПа, количество выпадающих осадков - около 30 мм - способствуют повышению полевой всхожести семян, улучшению роста и развития растений

Установлено, что в первой половине вегетации (посев - выметывание) основным фактором, влияющим на урожайность проса, является дефицит влажности воздуха в период «выход в трубку - выметывание» (V-VIII этапы

органогенеза) (0,670±0,09) Если в фазу трубкования дефицит влажности воздуха выше 15 гПа наблюдается более 7 дней, то урожайность проса резко снижается В период прохождения УШ-Х1 этапов органогенеза (выметывание - восковая спелость) эта связь несколько ослабевает (0,562±0,12) Существенное снижение урожая происходит, когда осадков за этот период выпадает менее 10 мм, а дефицит влажности воздуха превышает 15 гПа

Отсутствие осадков на XII этапе органогенеза не приводит к значительному снижению урожая

Оптимальное соотношение осадков и температуры воздуха в первую половину вегетации (посев - выметывание) складывается при ГТК от 0,9 до 1,3, во вторую (выметывание - полная спелость) - при ГТК от 0,5 до 0,7 В отличие от ранних яровых поздние яровые культуры в большей степени используют биоклиматический потенциал территории

Формирование урожайности зерновых культур разных экологических групп в условиях черноземной степи Саратовского Правобережья

Особенности прохождения межфазных периодов у культур разных экологических групп. Результаты исследований показали, что за период вегетации озимая и яровая пшеница, просо имеют по два критических периода (табл 4)

4 Средняя урожайность (т/га) зерновых культур при различных условиях увлажнения в критические периоды развития (1974-2005 гг )

Культура Межфазный период Дата наступления Условия увлажнения

ГТК>1,0 | 0,6<ГТК<1,0 ] ГТК<0,6

Первый критический период

Озимая пшеница Возобновление вегетации -выход в трубку 10/Р/-11Л/ 3,83±0,24 3,82±0,28 2,54±0,25

Яровая пшеница Выход в трубку -колошение 6М - 22/VI 2,00±0,21 1,89±0,19 1,23±0,12

Просо Кущение -выход в трубку 18/У1 - 30/У1 2,81±0,23 2,19±0,24 2,08±0,22

Второй критический период

Озимая пшеница Цветение -молочная спелость 4Л/1 - 23/У1 3,57±0,21 3,80±0,17 3,17±0,17

Яровая пшеница Цветение -молочная спелость 26М-15Ла1 2,03±0,14 1,30±0,16 1,24±0,16

Просо Выметывание -восковая спелость 12/УП-ЗМП 2,74±0,24 2,39±0,30 2,02±0,22

Критические периоды определялись по максимальной корреляции урожайности с агрометеорологическими факторами межфазных периодов вегетации

Отличительной особенностью прохождения первого критического периода у озимой пшеницы являются высокие запасы влаги в почве, сравнительно низкие температуры и дефициты влажности воздуха, меньшая, чем у яровых культур, повторяемость лет (32%) с очень засушливыми условиями увлажнения У яровой

пшеницы - большая изменчивостью осадков по годам (70%), 56% повторяемость лет с условиями увлажнения ГПС<0,6 У проса - отзывчивость на увлажнение (при ГТК<1,0 в период «кущение - выход в трубку» оно значительно снижает урожайность), уменьшение повторяемости лет с очень засушливыми условиями до 41%, но и в эти годы просо превосходит по урожайности яровую пшеницу

Второй критический период в развитии озимой пшеницы в большинстве лет по времени совпадает с первым критическим периодом яровой пшеницы При благоприятных условиях осеннего развития и весеннего кущения озимая пшеница способна переносить июньскую засуху с меньшим снижением урожая, чем яровая Зависимость урожайности яровой пшеницы от осадков связана с недостаточным содержанием доступной влаги в корнеобитаемом слое почвы У проса второй критический период приходится на вторую половину июля. В это время продуктивность проса определяется дефицитом влажности воздуха Исследования показали, что для проса гидротермические условия с ГТК = 0,6 и ГТК = 0,5 не являются фактором снижения продуктивности

Продуктивность биологических групп зерновых культур в различных агроэкосистемах. Установлено, что возделывание озимой пшеницы по чистым парам позволяет повысить ее урожайность по сравнению с посевом по занятому пару на 21-35% Колебания урожайности по годам в звене чистый пар - озимая пшеница составляет 44-46%, в звене занятый пар - озимая пшеница - 51%

При размещении озимой пшеницы по чистому пару корреляция урожайности с содержанием влаги в пахотном слое почвы (0,14±0,16) и суммой осадков в августе-сентябре (0,41 ±0,14) значительно меньше по сравнению с размещением по занятому В последнем случае корреляция возрастает до 0,56±0,11 и 0,75±0,09 соответственно

В условиях черноземной степи озимая пшеница в 3, 4 и 7-польных зернопаро-вых и 6-польном зернопаропропашном севооборотах имела одинаковую урожайность - 3,23 - 3,37 т/га. Меньшая урожайность пшеницы получена в 2-польном севообороте - 3,02 т/га

Лучшие предшественники яровой мягкой пшеницы - оборот пласта люцерны, кукуруза, просо Размещение яровой пшеницы по этим предшественникам повышает степень использования биоклиматического потенциала и урожайность на 13,0 - 19,0% в зернопаровых и зернопаропропашном, на 20,0 - 26,0% - в зерно-паротравяном севооборотах по сравнению с размещением после озимой пшеницы После засушливых лет, когда получают невысокую урожайность яровой пшеницы, она, наряду с кукурузой и просом, является хорошим предшественником яровой пшеницы Яровая твердая пшеница во всех видах имела урожайность меньше, чем яровая мягкая Ее адаптивность к абиотическим факторам внешней среды ниже мягкой пшеницы

Лучшим предшественником проса является озимая пшеница, после которой его урожайность на 0,11-0,38 т/га выше, чем после яровой твердой пшеницы. Размещение после озимой пшеницы и в минимальном удалении от чистого пара позволяет не только получить высокий урожай зерна, но и повысить стабильность его производства (вариационная изменчивость - 41%)

Исследование продуктивности культур в различных севооборотах показало, что наличие в них озимых, ранних и поздних культур обеспечивает повышение устойчивости и увеличение производства зерна с севооборотной площади. Так, в 2-польном севообороте, при возделывании озимых культур выход зерна с гектара севооборотной площади составил 1,51 т (табл 5)

5 Выход зерна с 1 га севооборотной площади, т (1986-2005 гг )

Севообороты В среднем В том числе в годы

М ГТК>1,0 0,6<ГТК<1,0 ГТК<0,6

2-польный (пар - озимые) 1,51 44 1,74 1,48 1,44

3-польный (с яровой мягкой) 1,54 45 1,80 1,35 1,26

4-польный -1 (с просом) 1,84 34 2,21 1,92 1,33

4-польный -II (с 2 яровыми) 1,42 33 1,79 1,35 1,19

6-польный -I (зернопаропропашной) 1,26 41 1,53 1,32 0,90

6-польный -II (зернопропашной) 1,15 37 1,38 1,26 0,84

7-польный -I 1,78 36 2,21 2,16 1,66

Возделывание в севообороте только озимых культур ведет к снижению устойчивости агроэкосистемы (вариационный коэффициент 44%)

В 4-польном-П севообороте с двумя полями яровой пшеницы урожайность зерновых с гектара получена ниже, чем в 2-польном -1,42 т Часто повторяющаяся весенняя засуха ограничивает возможность формирования урожайности ранних яровых Замена одного поля яровой пшеницы в 4-польном севообороте просом (25% севооборотной площади) повышает выход зерна с гектара пашни до 1,84 т/га и увеличивает устойчивость продукционного процесса (вариационный коэффициент 34%)

Естественно, в условиях рыночных отношений, когда количество растениеводческой продукции определяется востребованностью рынка, выделение такой площади под просо в области не целесообразно На части площади могут быть размещены другие поздние культуры, например, кукуруза на зерно или сорго

Введение проса в 7-польный зернопаровой севооборот повышало выход зерна с гектара пашни до 1,78 т По сравнению с 3-й 4-польным-П севооборотами выход зерна с единицы площади возрастал на 16 и 25% соответственно В зернопаропро-пашном севообороте выход зерна в те же годы составил 1,26 т/га. Положительное влияние возделывания отличающихся по биологическим особенностям культур сохраняется и при снижении удельного веса проса в 7-польном севообороте

На полях ООО «Славное» Калининского района Саратовской области возделывание в зернопаропропашном севообороте озимых, ранних и поздних яровых культур повышало производство зерна с единицы севооборотной площади на 0,36 - 0,59 т по сравнению с севооборотами, которые включали только озимую пшеницу и озимую и яровую пшеницу Полученные результаты в стационарных опытах, а также в производственных условиях свидетельствуют, что в условиях черноземной степи использование принципа компенсационности при разработке

полевых севооборотов, который достигается возделыванием в них культур разных биологических групп, позволяет повысить продуктивность пашни

Экономическая, биоэнергетическая и экологическая оценка эффективности возделывания зерновых культур со смещенным периодом вегетации. Экономическая эффективность производства зерна в полевых севооборотах определяется набором возделываемых в них культур и ценами на товарную продукцию Наибольшая рентабельность производства получена в двухпольном севообороте - 67% Введение в севообороты яровой пшеницы (3 и 4-польный-П) и увеличение ее удельного веса (б-польные) снижают рентабельность производства зерна до 52-56% и 45-47% Просо в 4-польном -I севообороте, несмотря на меньшую относительно пшеницы стоимость его зерна, повышает рентабельность производства (57%) по сравнению с 4-польным-П севооборотом (52%) В 7-польном севообороте, в связи с расширением площади яровой пшеницы и введением ячменя, имеющем низкую цену реализации, производство зерна оказалось наименее рентабельным - 41%

Установлено, что в условиях черноземной степи энергоемкость производства озимой пшеницы (12 483 МДж/га) в 1,5 раза выше энергоемкости возделывания пшениц (8 406 МДж/га) и в 2 раза - проса (6 386 МДж/га) Максимальное количество энергии в урожае накапливала озимая пшеница - 50 730 МДж/га, что в 2,2 раза больше, чем у яровой и в 1,2 раза выше, чем у проса Наибольший коэффициент энергетической эффективности оказался у проса - 6,89 У озимой пшеницы он составил - 4,06, у яровой - 2,76

Влияние гидротермических условий на энергоемкость возделывания озимой, яровой пшеницы и проса не превышает 1% Неравномерность распределения гидротермических ресурсов по вегетационному периоду, а также онтогенетическая специфика культур приводят к неодинаковому накоплению биологической энергии в урожае.

Анализ биоэнергетической эффективности по агроэкосистемам показал, что совокупные затраты на производство зерна (энергия возделывания) независимо от погодных условий на 15-17% выше в 4-польном-И севообороте за счет более низкого выхода валовой энергии ранних яровых культур с единицы площади и в 7-польном - за счет более высокой энергии, накапливаемой в урожае. Наибольший выход валовой энергии основной продукции с одного гектара пашни имели 4-польный-1 и 7-польный севообороты, где урожайность всех биологических групп зерновых культур обеспечивала высокий биоэнергетический коэффициент - соответственно 4,49 и 3,95 (табл 6).

6 Биоэнергетическая эффективность агроэкосистем (1986-2005 гг)

Агроэкосистема Энергия урожая (зерно), МДж/га Энергия возделывания, МДж/га Биоэнергетический коэффициент

2-польный 23 578 6 230 3,78

3-польный 25 368 6 969 3,64

4-польный -I 30 625 6 827 4,49

4-польный-П 24 051 7 360 3,27

6-польный-1 20 864 6 290 3,32

6-польный-И 19 287 6 279 3,07

7-польный 29 669 7519 3,95

В годы с достаточным увлажнением накопление энергии в урожае в 4-польном-1 и 7-польном севооборотах практически одинаковые В сухие годы биоэнергетическая эффективность 7-польного севооборота на 16-17% ниже по сравнению с 4-польным-1 (табл 7)

7 Биоэнергетическая эффективность агроэкосистем в годы с достаточными и сухими условиями увлажнения в мае-июне

Агроэкосистема ГТКу vi S 1,0 ГТКу. VI i 0,6

Энергия урожая, МДж/га Энергия возделывания, МДж/га Биоэнергетический коэффициент Энергия урожая, МДж/га Энергия возделывания, МДж/га Биоэнергетический ко-эфф

2-польный 24 428 6 235 3,92 22 454 6 222 3,61

3-польный 28 663 6 990 4,10 20 889 6 939 3,01

4-польный -I 36 229 6 863 5,28 24 955 6 790 3,68

4-польный-П 27 528 7 346 3,75 19 153 7 333 2,61

б-польный-1 26 554 6 327 4,20 15 876 6 257 2,54

6-польный-П 24 692 6314 3,91 13 792 6 244 2,21

7-польный 36511 7 563 4,83 23 673 7 480 3,17

Экологическое преимущество севооборотов, включающих поздние яровые культуры, проявлялось и в сухие годы С повышением засушливости климата на фоне других агроэкосистем валовая энергия основной продукции в данных севооборотах в 3,2 -3,7 раза превышает энергетические затраты производства

Таким образом, гидротермические ресурсы территории являются ограничивающим фактором биологической продуктивности как исследуемых агроце-нозов, так и агроэкосистем в целом Регулирование биологической продуктивности в агроэкосистемах возможно за счет включения культур с асинхронным прохождением этапов органогенеза и подбора предшественников

ВЫВОДЫ

1 Среднегодовая температура воздуха в регионе за период с 1972 г по 2005 г. превысила климатическую норму на 1,1 °С, среднемесячная температура

зимних месяцев - на 2,4 °С. Рост температуры в первую половину апреля на 2,1-2,2 °С делает возможным смещение срока посева ранних яровых культур в сторону раннего на 5-8 дней относительно средней многолетней даты (26AV-28/IV)

Смещение осенних дат перехода температуры воздуха через+10, +5 и 0°С в эти годы привело к росту теплообеспеченности вегетационного периода на 165 -185 °С. Увеличение продолжительности периода активной вегетации создает условия для более широкого возделывания поздних культур и необходимость корректировки сроков посева озимых культур

2 С 1972 г. по 2005 г сумма осадков увеличилась относительно климатической нормы на 46 мм (8%) за счет роста осенне-зимних осадков Наблюдается уменьшение количества осадков в мае и августе и повышение на 33% в сентябре. Максимальная корреляция урожайности с осадками получена у озимой пшеницы за период апрель-май (0,389±0,15), у яровой пшеницы - май-июль (0,653±0,10), у проса - май-июнь (0,685±0,09)

3. В период прохождения I и II этапов органогенеза урожайность озимой пшеницы, размещенной по чистому пару, имеет статистически значимую связь с дефицитом влажности воздуха и запасами влаги в слое почвы 0-30 см

Оптимальная продолжительность периода осеннего кущения пшеницы, за который накапливается сумма эффективных температур равная 250-320°С, 32-36 дней Увеличение продолжительности периода до 40 дней и более к снижению зимостойкости и урожайности

4 Период весеннего кущения озимой пшеницы (III - IV этапы органогенеза) должен быть не менее 35-39 дней При сумме осадков менее 15-20 мм продолжительность периода сокращается до 23-25 дней, а урожайность снижается на 20-23%

5 Продуктивность озимой пшеницы в период «выход в трубку — колошение» определяется суммарным запасом продуктивной влаги в метровом слое почвы после возобновления вегетации и количеством осадков На IX- XI этапах органогенеза характерно ослабление зависимости продукционного процесса от абиотических факторов На XII этапе решающее значение для формирования урожая озимой пшеницы приобретают температура и дефицит влажности воздуха В сухие годы урожайность культуры может снижаться на 0,5-0,6 т/га за счет снижения выполненности зерна.

6 Использовать величину весенних запасов продуктивной влаги в почве в качестве предиктора урожайности яровой пшеницы не представляется возможным На фоне высоких весенних запасов влаги урожайность у ранних яровых зерновых культур вследствие иссушения верхнего слоя и слабого развития узловых корней может резко снижаться Наибольшая связь урожайности яровой пшеницы на I и II этапах органогенеза обнаружена с запасами влаги в пахотном слое почвы и осадками в период посев - кущение В межфазный период «выход в трубку - колошение» урожайность пшеницы имеет статистически значимый коэффициент корреляционного отношения (0,502±0,13) с ГТК

7. Во вторую половину вегетации урожайность яровой пшеницы зависит от дефицита влажности воздуха Чем выше дефицит влажности воздуха в этот период, тем ниже урожайность

8 Установлена значимая связь урожайности проса с продолжительностью вегетационного периода, периодов от посева до выметывания и от восковой до полной спелости Основной фактор, влияющий на урожайность проса в первую половину вегетации, - дефицит влажности воздуха (0,670±0,09) Лучшим сроком для посева проса является вторая половина третьей декады мая - начало июня Запаздывание с посевом проса ведет к иссушению почвы в пахотном слое и снижению урожая, что подтверждается коэффициентом корреляции с запасами в нем влаги - 0,516±0,14

9 На основе математического моделирования определен комплекс метеоусловий критических периодов зерновых культур и выявлены различия в сроках их прохождения в черноземной степи Возделывание в севооборотах культур со смещенным во времени прохождением этапов органогенеза позволяет снизить негативное действие экстремальных условий, складывающихся в период вегетации для отдельных из них

10 Размещение зерновых культур по лучшим предшественникам в севооборотах повышает использование биоклиматического потенциала Построение аг-роэкосистем с учетом принципа экологической взаимодополняемости обеспечивает увеличение выхода зерна на 16-20 % с гектара севооборотной площади

11 Выяснено, что из культур разных биологических групп наибольшую биоэнергетическую эффективность возделывания имеют поздние зерновые, в частности, просо - 6,89 Меньший биоэнергетический коэффициент получен при возделывании яровой пшеницы - 2,76 Более высокий коэффициент биоэнергетической эффективности 4,49 и 3,95 достигнут в 4-польном-1 и 7-польном севооборотах соответственно Меньшая величина коэффициента энергетической эффективности получена в зернопропашном, зернопаропропашном и зернопа-ровых севооборотах без проса

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1 В полевые севообороты хозяйств черноземной степи Саратовского Правобережья рекомендуется вводить культуры со смещенным периодом вегетации, что позволит улучшить использование биоклиматического потенциала, повысить без дополнительных затрат выход зерна с гектара севооборотной площади и устойчивость зернового производства 2. Установленные взаимосвязи урожайности с гидротермическими факторами черноземной степи рекомендуется использовать для биологического контроля за ростом и развитием зерновых культур

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Васильева, М Ю Пути уменьшения антропогенного влияния на биосферу при возделывании зерновых культур в Нижнем Поволжье /М Ю Васильева, С И Пряхина, А Б Рыхлов // Экологические проблемы промышленных городов сб науч трудов - Саратов, 2003 - С 144-148

2 Васильева, М Ю Влияние климатических факторов на формирование качества зерна озимой пшеницы в Нижнем Поволжье /М Ю Васильева, С И Пряхина, Ю Ф Курдюков и др // Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье Материалы Всероссийской науч-практич конференции (Саратов, 20-21 октября 2003 г)-Саратов ООО «Три А», 2003 - С 89-92.

3 Васильева, М Ю Фронто- и циклогенез в формировании засушливых погод в Нижнем Поволжье / М Ю Васильева, С И Пряхина, Ю Н Фридман //СП Хромов и синоптическая метеорология Материалы Всероссийской научной конференции (Москва, 13-14 октября 2004 г ) - Москва Изд-во МГУ, 2004 -С 57

4 Васильева, М Ю Влияние изменения климата на этапы прохождения органогенеза зерновых культур в Нижнем Поволжье / М Ю Васильева, С И. Пряхина, Ю Н Фридман и др // Современные глобальные и региональные изменения геосистем Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 200-летию Казанского университета (Казань, 18-21 октября 2004 г) - Казань Изд-во КГУ,2004 - С 364-366

5 Васильева, МЮ Зависимость урожайности яровой пшеницы от сроков сева / М Ю Васильева, С И Пряхина, и др // Известия Саратовского университета Новая серия - Саратов Изд-во Сарат ун-та, 2004 -Т4 -Вып 1-2 -С 155-156

6 Васильева, МЮ Технологические приемы возделывания экологически чистой яровой пшеницы в условиях глобального потепления климата / М Ю Васильева, С И Пряхина // Геоэкология и природопользование Тр XII съезда Русского географического общества — С-Пб , 2005 - Т 4 - С 362-364

7 Васильева, М Ю Термические ресурсы и продуктивность зерновых культур в районе засушливой черноземной степи Саратовского Правобережья / М Ю Васильева, Н Г Левицкая, Л П Лощинина // Агроэкологическое состояние АПК опыт, поиск, решения Материалы международной науч-практич конференции (Саратов, октябрь 2005 г.) - Саратов Изд-во Латанова В П, 2005 - С 159-163

8 Васильева, МЮ Управление предприятиями АПК с учетом оптимальных сроков сева яровых культур / МЮ Васильева, С И Пряхина, А В Штучко // Государственное регулирование сельского хозяйства концепции, механизмы, эффективность Энциклопедия Российских деревень - М Изд-во ВИАПИим А А Никонова, 2005 -С 126-127

9 Васильева, М Ю Мониторинг климата Саратовской области / М Ю Васильева, С И Пряхина, Ю Н Фридман // Известия Саратовского университета Новая серия Серия Науки о Земле - Саратов Изд-во Сарат ун-та, 2006 -Т6 -Выл 1 -С 15-18

10 Васильева, М Ю Принципы конструирования полевых севооборотов / М Ю Васильева, Ю Ф Курдюков и др // Вестник Саратовского госагро-университета им Н И Вавилова - Саратов Изд-во ФГОУ ВПО СГАУ, 2006 — №1 ~ С 27-28

Подписано в печать 23 04 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Гарнитура Times New Roman Печать RISO Объем 1,0 печ л Тираж 100 экз Заказ №036

Отпечатано с готового оригинал-макета Центр полиграфических и копировальных услуг Предприниматель Серман Ю Б Свидетельство № 3117 410600, Саратов, уп Московская, д 152, офис 19, тел 26-18-19,51-16-28

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Васильева, Марина Юрьевна

Введение

Глава 1. Состояние изученности вопроса, условия и методика проведения исследований

1.1. Состояние изученности вопроса

1.2. Почвенно-климатические условия места проведения исследований

1.3. Методика проведения наблюдений и исследований

Глава 2. Агроклиматические ресурсы и продуктивность зерновых культур в черноземной степи Саратовского Правобережья

2.1. Динамика температурного режима и теплообеспеченности посевов зерновых культур

2.2. Атмосферные осадки

2.3. Весенние запасы почвенной влаги и продуктивность зерновых культур

2.4. Комплексная оценка гидротермического режима

Глава 3. Биологические и агроэкологические особенности произрастания озимой пшеницы в черноземной степи

3.1. Условия роста и развития озимой пшеницы в осенний период вегетации

3.2. Условия роста и развития озимой пшеницы в весенне-летний период вегетации

Глава 4. Биологические и экологические особенности формирования продуктивности ранних и поздних яровых культур в черноземной степи 96 4.1. Биологические особенности формирования продуктивности яровой пшеницы в зависимости от гидротермических условий межфазных периодов онтогенеза

4.2. Биологические особенности формирования продуктивности проса в зависимости от гидротермических условий межфазных периодов онтогенеза

Глава 5. Формирование урожайности зерновых культур разных экологических групп в черноземной степи

5.1. Особенности прохождения межфазных периодов у культур разных экологических групп

5.2. Продуктивность биологических групп зерновых культур в различных агроэкосистемах

5.3. Биоэнергетическая, экологическая и экономическая оценка эффективности возделывания зерновых культур со смещенным периодом вегетации

Выводы

Рекомендации производству

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические аспекты повышения продуктивности агроэкосистем в черноземной степи Саратовского Правобережья"

Актуальность темы. В экономике сельскохозяйственных предприятий ведущая роль принадлежит производству зерна. Большая изменчивость гидротермических условий произрастания зерновых культур, которая является экологической особенностью функционирования агроэкосистем в засушливой черноземной степи, а также неосвоенность научно обоснованных систем земледелия приводят к значительным колебаниям урожайности.

Низкая урожайность зерновых культур и большая амплитуда ее колебаний свидетельствуют о высокой зависимости производства зерна от погодных условий. Так, в Саратовской области средняя урожайность зерновых культур за период с 1990 г. по 2005 г. изменялась от 3,9 ц/га в 1998 г. до 18,5 ц/га - в 1997 г., а валовой сбор зерна - от 1,2 до 5,7 млн.т.

В черноземной степи Саратовского Правобережья в последние тридцать лет засухи различной длительности и интенсивности отмечаются каждые 2-3 года, повторяемость устойчивых засух сильной интенсивности возросла с 12% до 27%, что отрицательно сказывается на урожайности зерновых культур (Н.Г. Левицкая, О.В. Шаталова, 2000; А.И. Шабаев, 2003).

Одним из способов повышения продуктивности пашни и эффективности производства зерна является возделывание в агроэкосистемах взаимодополняющих видов культур, обеспечивающих более полное использование биоклиматического потенциала. В этой связи возникает необходимость экологического обоснования использования в агроэкосистемах культур различных биологических групп - озимых, ранних и поздних яровых.

Изучение влияния гидротермических условий на продукционный процесс имеет важное практическое значение, поскольку без знания этого нельзя предпринимать какие-либо меры по управлению им. Временной анализ абиотических факторов внутри вегетационного периода зерновых культур позволяет глубже понять механизмы адаптации агроценозов к естественным условиям и обосновать фитоценотическую совместимость культур разных биологических групп в агроэкосистемах.

На возможность повышения продуктивности полеводства за счет оптимизации структуры посевных площадей в свое время обращал внимание академик Н.М.Тулайков. Он писал: «Целесообразной комбинацией в севообороте озимых, яровых, пропашных и кормовых растений хозяин, безусловно, сможет застраховать урожайность полевых угодий в любой по климатическим особенностям год и тем самым гарантировать устойчивость полеводства» (Н.М. Тулайков, 1921).

Известно, что в решении данной проблемы большое значение приобретает учет почвенно-климатических и агрометеорологических условий, в значительной мере определяющих урожайность сельскохозяйственных культур, качество продукции, затраты на производство, особенности агротехнических мероприятий и территориальную специализацию (М.Ю. Васильева, С.И.Пряхина, Ю.Ф. Курдюков и др., 2003).

Проблема устойчивости агроэкосистем и отдельных ее компонентов к условиям внешней среды становится важной и в связи с глобальными изменениями климата. Созданные в 80-90-ых годах прошлого столетия модели динамики продуктивности растительных сообществ с учетом влияния на них гидрометеорологических факторов, по мнению многих авторов, и, в частности, A.A. Минина (1991) «громоздки, чрезмерно усложнены, неудобны для применения на практике и в значительной степени абстрагированы от реальной действительности». Поэтому статистические методы исследований взаимосвязей урожайности зерновых культур и погодных условий конкретного года с использованием экспериментальных данных являются наиболее приемлемыми и актуальными.

А.П. Федосеев (1979), С.А. Воробьев (1981), E.H. Романова (2003) на экспериментальном материале показали, что эффективное функционирование агроэкосистем возможно тогда, когда хорошо изучена наиболее изменчивая составляющая системы «растение - внешняя среда».

Цель и задачи исследований - разработать агротехнические приемы улучшения использования биоклиматического потенциала и повышения продуктивности пашни в зоне засушливой черноземной степи Саратовского Правобережья.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

• установить зависимости урожайности озимой и яровой пшеницы, проса от гидротермических условий, складывающихся в межфазные периоды онтогенеза;

• изучить влияние изменений климата на сроки посева озимой и яровой пшеницы;

• выяснить продуктивность агроэкосистем в зависимости от удельного веса в них культур разных биологических групп;

• выяснить эффективность использования пашни при возделывании в севообороте культур с асинхронным прохождением этапов органогенеза.

• дать биоэнергетическую оценку агроэкосистемам при возделывании в них культур с асинхронным прохождением этапов органогенеза.

Научная новизна. Впервые в зоне засушливой черноземной степи Саратовского Правобережья на основе длительных стационарных опытов исследованы корреляционно-регрессионные зависимости урожайности озимой пшеницы, яровой пшеницы и проса с агрометеорологическими факторами. Выявлены биологические особенности произрастания данных культур. Определены оптимальные агрометеорологические условия по межфазным периодам вегетации. Установлены основные закономерности продукционного процесса в осенний и весенне-летний периоды вегетации. Выяснены эффективность использования биоклиматического потенциала культурами со смещенным прохождением этапов органогенеза и продуктивность пашни при их совместном возделывании в агроэкосистемах. С учетом изменений климата обоснованы сроки посева озимой и яровой пшеницы. Доказана высокая биоэнергетическая эффективность возделывания в агроэкосистемах культур, относящихся к различным биологическим группам.

На защиту выносятся следующие положения:

• взаимосвязи урожайности озимой и яровой пшеницы, проса с основными агрометеорологическими факторами в засушливой черноземной степи Саратовского Правобережья;

• фитоценотическая совместимость культур разных биологических групп;

• обоснование возможности повышения устойчивости и увеличение производства зерна путем возделывания культур с асинхронным прохождением этапов органогенеза;

• биоэнергетическая оценка продуктивности зерновых культур в разных агроэкосистемах.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

В зоне засушливой черноземной степи Саратовского Правобережья обоснована целесообразность возделывания в агроэкосистемах биологических групп культур с различными требованиями к внешним условиям среды. Использование принципа компенсационности при построении агроэкосистем позволит увеличить производство зерна и повысить его устойчивость.

Установленные зависимости урожайности зерновых культур от агрометеорологических условий на разных этапах органогенеза даст возможность осуществлять биологический контроль за их ростом и развитием по показателям складывающихся гидротермических условий в период вегетации.

Результаты исследований прошли производственную проверку в ООО «Славное» Калининского района Саратовской области и внедрены на площади 800 га. Они подтвердили, что возделывание в севообороте озимых, ранних и поздних яровых культур повышает производство зерна с единицы севооборотной площади на 0,36 - 0,59 т.

На основе проведенных исследований и производственной проверки хозяйствам черноземной степи Саратовского Правобережья рекомендовано вводить в полевые севообороты культуры со смещенным периодом вегетации.

Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе вузов и колледжей в курсах общей биологии, экологии, агрометеорологии, а также включены в учебные пособия для студентов.

Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались на научных форумах различного уровня: Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, СГТУ,2003); Всероссийской научно-практической конференции «Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье» (Саратов, НИИСХ Юго-Востока, 2003); Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения С.П.Хромова (Москва,2004); Всероссийской конференции, посвященной 200-летию Казанского университета (Казань, 2004); Международной научно-практической конференции «Агроэкологическое состояние АПК: опыт, поиск, решения» (Саратов, СРИППКРКС АПК,2005); на XII съезде Русского географического общества (С.-Петербург, 2005); основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на итоговых научных конференциях географического факультета СГУ (Саратов, 2005,2006 гг.)

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Декларация личного участия в выполнении работы. Автор с 2003 г. по 2006 г. принимал участие в наблюдениях и исследовательских работах на опытных полях отдела земледелия и агротехнологий ГНУ НИИСХ Юго-Востока. Им были обобщены литературные источники по теме диссертации, проведена обработка и анализ многолетнего материала стационарных опытов отдела земледелия и агротехнологий ГНУ НИИСХ Юго-Востока по урожайности культур, запасам продуктивной влаги в почве, фенологическим наблюдениям и данных лаборатории агрометеорологии ГНУ НИИСХ Юго-Востока по температуре, осадкам, дефициту влажности воздуха, датам весеннего и осеннего перехода температур воздуха через 0,+5,+10°С за период 1972-2005 гг., сформулированы выводы и предложения производству.

Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлена автором самостоятельно с использованием компьютерных программ SPSS 12.0 и Microsoft Excel 2000.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка из 161 наименования, в том числе 6 на иностранных языках и 17 табличных приложений. Общий объем диссертации составляет 196 страниц компьютерного текста с 64 таблицами и 16 рисунками.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Васильева, Марина Юрьевна

Основные выводы

1. Среднегодовая температура воздуха в регионе за период с 1972 г. по 2005 г. превысила климатическую норму на 1,1 °С, среднемесячная температура зимних месяцев - на 2,4 °С. Рост температуры в первую половину апреля на 2,1-2,2 °С делает возможным смещение срока посева ранних яровых культур в сторону раннего на 5-8 дней относительно средней многолетней даты (26/IV-28/IV).

Смещение осенних дат перехода температуры воздуха через +10, +5 и О °С в эти годы привело к росту теплообеспеченности вегетационного периода на 165 -185 °С. Увеличение продолжительности периода активной вегетации создает условия для более широкого возделывания поздних культур и необходимость корректировки сроков посева озимых культур.

2. С 1972 г. по 2005 г. годовая сумма осадков увеличилась относительно климатической нормы на 36 мм за счет роста осенне-зимних осадков. Наблюдается уменьшение количества осадков в мае и августе и повышение на 33% в сентябре. Максимальная корреляция урожайности с осадками получена у озимой пшеницы за период апрель-май (0,389±0,15), у яровой пшеницы -май-июль (0,653±0,10), у проса - май-июнь (0,685±0,09).

3. В период прохождения I и II этапов органогенеза урожайность озимой пшеницы, размещенной по чистому пару, имеет статистически значимую связь с дефицитом влажности воздуха и запасами влаги в слое почвы 0-30 см.

Оптимальная продолжительность периода осеннего кущения пшеницы, за который накапливается сумма эффективных температур равная 250-320°С, 32-36 дней. Увеличение продолжительности периода до 40 дней и более к снижению зимостойкости и урожайности.

4. Период весеннего кущения озимой пшеницы (III - IV этапы органогенеза) должен быть не менее 35-39 дней. При сумме осадков менее 15-20 мм продолжительность периода сокращается до 23-25 дней, а урожайность снижается на 20-23%.

5. Продуктивность озимой пшеницы в период «выход в трубку - колошение» определяется суммарным запасом продуктивной влаги в метровом слое почвы после возобновления вегетации и количеством осадков. На IX- XI этапах органогенеза характерно ослабление зависимости продукционного процесса от абиотических факторов. На XII этапе решающее значение для формирования урожая озимой пшеницы приобретают температура и дефицит влажности воздуха. В сухие годы урожайность культуры может снижаться на 0,5-0,6 т/га за счет снижения выполненности зерна.

6. Использовать величину весенних запасов продуктивной влаги в почве в качестве предиктора урожайности яровой пшеницы не представляется возможным. На фоне высоких весенних запасов влаги урожайность у ранних яровых зерновых культур вследствие иссушения верхнего слоя и слабого развития узловых корней может резко снижаться. Наибольшая связь урожайности яровой пшеницы на I и II этапах органогенеза обнаружена с запасами влаги в пахотном слое почвы и осадками в период посев - кущение. В межфазный период «выход в трубку - колошение» урожайность пшеницы имеет статистически значимый коэффициент корреляционного отношения (0,502±0,13) с ГТК.

7. Во вторую половину вегетации урожайность яровой пшеницы зависит от дефицита влажности воздуха. Чем выше дефицит влажности воздуха в этот период, тем ниже урожайность.

8. Установлена значимая связь урожайности проса с продолжительностью вегетационного периода, периодов от посева до выметывания и от восковой до полной спелости. Основной фактор, влияющий на урожайность проса в первую половину вегетации, - дефицит влажности воздуха (0,670±0,09). Лучшим сроком для посева проса является вторая половина третьей декады мая - начало июня. Запаздывание с посевом проса ведет к иссушению почвы в пахотном слое и снижению урожая, что подтверждается коэффициентом корреляции с запасами в нем влаги - 0,516±0,14.

9. На основе математического моделирования определен комплекс метеоусловий критических периодов зерновых культур и выявлены различия в сроках их прохождения в черноземной степи. Возделывание в севооборотах культур со смещенным во времени прохождением этапов органогенеза позволяет снизить негативное действие экстремальных условий, складывающихся в период вегетации для отдельных из них.

10. Размещение зерновых культур по лучшим предшественникам в севооборотах повышает использование биоклиматического потенциала. Построение агроэкосистем с учетом принципа экологической взаимодополняемости обеспечивает увеличение выхода зерна на 16-20 % с гектара севооборотной площади.

11. Выяснено, что из культур разных биологических групп наибольшую биоэнергетическую эффективность возделывания имеют поздние зерновые, в частности, просо - 6,89. Меньший биоэнергетический коэффициент получен при возделывании яровой пшеницы - 2,76. Более высокий коэффициент биоэнергетической эффективности 4,49 и 3,95 достигнут в 4-польном-1 и 7-польном севооборотах соответственно. Меньшая величина коэффициента энергетической эффективности получена в зернопропашном, зернопаропро-пашном и зернопаровых севооборотах без проса.

Рекомендации производству

1. В полевые севообороты хозяйств черноземной степи Саратовского Правобережья рекомендуется вводить культуры со смещенным периодом вегетации, что позволит улучшить использование биоклиматического потенциала, повысить без дополнительных затрат выход зерна с гектара севооборотной площади и устойчивость зернового производства.

2. Установленные взаимосвязи урожайности с гидротермическими факторами черноземной степи рекомендуется использовать для биологического контроля за ростом и развитием зерновых культур.

Выражаю глубокую благодарность моим научным руководителям доктору сельскохозяйственных наук, профессору Юрию Федоровичу Курдюкову и доктору сельскохозяйственных наук, профессору Софье Ивановне Пряхиной за постановку задачи и поддержку в работе над диссертацией.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Васильева, Марина Юрьевна, Саратов

1. Агроклиматический справочник по Саратовской области. JL: Гидроме-теоиздат, 1958. - 227 с.

2. Агроклиматические ресурсы Саратовской области. Д.: Гидрометеоиздат, 1970.- 123 с.

3. Алисов, Б.П. Принципы климатического районирования СССР // Изв. АН СССР. Сер. географ. 1957.-№ 6.-С. 118-125.

4. Алисов, Б.П. Климат СССР. -М., 1969. 131 с.

5. Алпатьев, A.M. Влагообороты в природе и их преобразования. JL: Гидрометеоиздат, 1969.-323 с.

6. Андросова, Т.П. Повторяемость атмосферных и почвенных засух по саратовской области за 27-летний период (1936-1962 гг.) // Вопросы климата и погоды Нижнего Поволжья. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1966. - Вып.2. -С. 89-95.

7. Архангельский, B.JI. Атмосферные процессы Нижнего Поволжья // Вопросы климата и погоды Нижнего Поволжья. Саратов: Изд-во Сарат. унта, 1965.-Вып.1.-С. 3-24.

8. Берг, JI.C. Основы климатологии. Л.: Учпедгиз, 1938. - 256 с.

9. Битюков, К.К. Орошение сельскохозяйственных культур в степных районах/П.К. Дорожко. М., 1965.- 132 с.

10. Бобров, Г.П. Микроклиматы Левобережья Волгоградского водохранилища в пределах Саратовской области / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. Д.: Изд-во ГТО, 1980. - 17 с.

11. Бова, Н.В. О предсказании засух в Поволжье. М.: Изд-во АН СССР. Сер. географ, и геофиз., 1949. - Т.13. - № 3. - С. 212-219.

12. Бова, Н.В. Агроклиматическое районирование Юго-востока // Сельское хозяйство Поволжья. -М., 1956.-№9.-С.9-21.

13. Бова, Н.В. Климат Юго-востока Европейской части СССР. Саратов, 1961.- 156 с.

14. Бова, Н.В. Определение явлений сухая погода и суховей, воздушная и воздушно-почвенная засуха // Труды Укр. НИГМИ. 1963. Вып. 38. - С. 3-6.

15. Броунов, П.И. Сельскохозяйственная метеорология. Избр. соч. в 2-ух томах. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. - 339 с.

16. Бучинский, ИЗ. Засухи и суховеи. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 213 с.

17. Быков, Н.И. Агрогидрологический режим почв Среднего Поволжья. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 182 с.

18. Вавилов, Н.И. Избранные труды. М.; Л. - 1960, - Т.2. - С. 183-340.

19. Бажов, В.И. Засухи на территории Центрально-Черноземных областей. -Воронеж, 1954.-114 с.

20. Васильева, М.Ю. Зависимость урожайности яровой пшеницы от сроков сева / М.Ю. Васильева, С.И. Пряхина, и др. // Известия Саратовского университета. Новая серия. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2004. -ТА. -Вып. 1-2. -С. 155-156.

21. Васильева, М.Ю. Мониторинг климата Саратовской области / М.Ю. Васильева, С.И. Пряхина, Ю.Н. Фридман // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Науки о Земле. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. -Т.б.-Вып. 1,-С. 15-18.

22. Васильева, М.Ю. Принципы конструирования полевых севооборотов / М.Ю. Васильева, Ю.Ф. Курдюков и др. // Вестник Саратовского госагро-университета им. Н.И. Вавилова. Саратов: Изд-во ФГОУ ВПО СГАУ, 2006. - №1. - С.27-28.

23. Васько, В.Т. Теоретические основы растениеводства. С-Пб.: «ПРОФИ-ИНФОРМ», 2004.-200 с.

24. Вериго, С.А. Почвенная влага / С.А. Вериго, Л.А. Разумова. Л.: Гидро-метеоиздат, 1973. - 328 с.

25. Воейков, А.И. Климаты земного шара, в особенности России. М.: Изд-во АН СССР, 1948, — Т.1. — С. 29.

26. Воейков, А.И. Избранные сочинения. Сельскохозяйственная метеорология. JL: Гидрометеоиздат, 1957. - 256 с.

27. Воробьев, С.А. Основы полевых севооборотов. М.: Изд-во Колос, 1968. - 200 с.

28. География Саратовской области / Под ред. доц. Н.В. Тельтевской. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1993. -219 с.

29. Гире, A.A. Макроциркуляционный метод долгосрочных метеорологических прогнозов. JL: Гидрометеоиздат, 1974. - 488 с.

30. Давид, Р.Э. Сельскохозяйственная метеорология. М: Сельхозгиз, 1936. -406 с.

31. Давид, Р.Э. Избранные работы по сельскохозяйственной метеорологии. -JL: Гидрометеоиздат, 1965. 226 с.

32. Давитая, Ф.Ф. Засухи в СССР и научное обоснование мер борьбы с ними по природным зонам / В кн.: Вопросы земледелия и борьба с эрозией почв в степных и лесостепных районах СССР. Саратов, 1959. - Т. 1. - С. 54-58.

33. Давитая, Ф.Ф. Прогноз обеспеченности теплом и некоторые проблемы сезонного развития природы. -М.: Гидрометеоиздат, 1964. 132 с.

34. Дегтярева, Г.В. Влияние природных условий на качество зерна пшеницы и возможность его прогноза. // Сб. науч. трудов НИИСХ Юго-востока. -Саратов, 1975.-Вып. 34.-С. 81-95.

35. Дегтярева, Г.В. Погода, урожай и качество зерна яровой пшеницы. JL: Гидрометеоиздат, 1981. - 216 с.

36. Докучаев, В.В. Разбор главнейших почвенных классификаций. Избр. Соч. -М.: Госсельхозиздат, 1949.-С. 163-199.

37. Добровольский, В.В. География почв с основами почвоведения. М.: Высшая школа, 1989. - 320 с.

38. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

39. Ермакова, J1.H. Агрометеорологические условия произрастания зерновых культур в Пермской области. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 2001.-112 с.

40. Ермакова, JT.H. Агрометеорологи: Учеб. пособие / JT.H. Ермакова, В.М. Ермаков. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 2004. - 222 с.

41. Жуковский, Е.Е. Метеорологическая информация и экономические решения. JL: Гидрометеоиздат, 1981. - 303 с.

42. Жученко, A.A. Адаптивное растениеводство (Эколого-генетические основы). Кишинев: Изд-во «Штиинца», 1990. - 431 с.

43. Жученко, A.A. Фундаментальные и прикладные научные приоритеты адаптивной интенсификации растениеводства в XXI веке. Саратов: ООО «Новая газета», 2000. - 275 с.

44. Заварзин, А.И. Агроэкологические основы культуры зернового сорго в Засушливом Поволжье: дис. . доктора с.-х. наук / А.И. Заварзин. Саратов: Изд-во Саратовской сельскохозяйственной академии им. Н.И. Вавилова, 1994.-60 с.

45. Зоидзе, Е.К. Оценка агроклиматических условий формирования среднерайонной урожайности зерновых культур в Центрально-Черноземных областях РСФСР / Е.К. Зоидзе, О.И. Нестеренко // Труды ВНИИСХМ, -1984,-Вып. 12.-С.129-148.

46. Зоидзе, Е.К. Погода, климат и материальное стимулирование труда в земледелии // Метеорология и гидрология, 1983, - № 4. - С. 90-96.

47. Зоидзе, Е.К. Об одном подходе к исследованию неблагоприятных агроклиматических явлений в условиях изменения климата в Российской Федерации // Метеорология и гидрология, 2004. № 1. - С.96-105.

48. Зоидзе, Е.К. Погода, климат и эффективность труда в земледелии. JL: Гидрометеоиздат, 1987. - 223 с.

49. Зубенок, Л.И. Испарение на континентах. JI.: Гидрометеоиздат, 1976. - 264 с.

50. Иванов, П.К. Основная обработка почв на Юго-востоке. Саратов: При-волж. кн. изд-во, 1967. - 211 с.

51. Иванов, П.К. Яровая пшеница. М.: Колос, 1971. - 327 с.

52. Иванова-Зубкова, Н.З. Влияние метеорологических условий вегетационного периода на развитие, состояние и урожай просо в районах Поволжья // Труды Гидрометцентра СССР, 1973. Вып. 111. - С. 45-51.

53. Израэль, Ю.А. Моделирование влияния климата на продуктивность сельского хозяйства России / Ю.А. Израэль, О.Д. Сиротенко // Метеорология и гидрология, 2003.-№ 6. С.5-17.

54. Ишерская, Е.В. Климатические границы Нижнего Поволжья / Е.В. Ишер-ская, Г.А. Лапина // Вопросы климата и погоды Нижнего Поволжья. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1966. - Вып.2. - С. 3-17.

55. Кабанов, П.Г. Климатические условия возделывания яровой пшеницы на Юго-Востоке // Соц. зерн. хозяйство, 1946. №№ 2, 3. - С. 65-76.

56. Кабанов, П.Г. Некоторые климатические особенности Поволжья и их агрономическая оценка // Научные труды НИИ сельского хозяйства Ю.-В. -Саратов: Коммунист, 1968. Вып. 24. - С. 279-293.

57. Кабанов, П.Г. Засухи в Поволжье / В.Г. Кастров // Научные труды. Саратов: Коммунист, 1972. - Вып. 31. - С.5-102.

58. Кабанов, Г.П. Погода и поле. Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1975. - 238 с.

59. Каминский, A.A. Типы засух и равнинных суховеев в СССР // Труды ГГО. 1934.-Т. 1, Вып. 1, - № 2.

60. Климат Саратова. -J1.: Гидрометеоиздат, 1987. 151 с.

61. Кожаринов, A.B. Современные тенденции в состоянии природы Русской равнины / A.B. Кожаринов, A.A. Минин // Влияние изменения климата на экосистемы. М.: Рус. ун-т, 2001. - С. 1.17-1.23.

62. Колосков, П.И. Вопросы агроклиматического районирования СССР // Труды НИИАК. 1958. Вып. 6. - С. 5-51.

63. Колосков, П.И. Климатический фактор сельского хозяйства и агроклиматическое районирование. -JL, 1971.-328 с.

64. Кошеленко, И.В. Засуха и их связь с пространственной изменчивостью осадков и засух // Тр. УкрНИГМИ. 1971.- Вып. 108.

65. Краснова, Л.И. Корреляционно-регрессионная зависимость зерновой продуктивности растения, колоса и морфофизиологических признаков адаптивного значения / Л.И. Краснова, Р.Т. Абдрашитов и др. // Вестник ОГУ. Оренбург: Изд-воОГУ, 2002.-№8.-С. 138-146.

66. Краснова, Л.И. Биологические и селекционные возможности озимой пшеницы в резко континентальных засушливых условиях Южного Урала // Вестник ОГУ. Оренбург: Изд-во ОГУ, - 2003, - № 2. - С.75-81.

67. Кулик, М.С. Оценка засушливых явлений / Сб. метод, указаний по анализу и оценке сложившихся и ожидаемых агрометеорологических условий. -Л.: Гидрометеоиздат, 1957. С. 57-83.

68. Кумаков, В.А. Физиология яровой пшеницы. М.: Колос, - 1980. - 207 с.

69. Кумаков, В.А. Продукционный процесс в посевах пшеницы / В.А. Кумаков, Березин Б.В. и др. Саратов, 1993. - 203 с.

70. Куперман, Ф.М. Выпревание озимых культур / Ф.М. Куперман, В.А. Мои-сейчик. Л: Гидрометеоиздат, 1977. - 168 с.

71. Куперман, Ф.М. Физиология развития, роста и органогенеза пшеницы // Физиология сельскохозяйственных растений. М.: Изд. МГУ, 1969. - Т.4. - С.24.

72. Куперман, Ф.М. Биологический контроль за состоянием озимых культур в осенне-весенний период. М.: Изд-во МГУ, 1971. - 7 с.

73. Куперман, Ф.М. Биологический контроль за развитием и ростом зерновых культур / Ф.М. Куперман, З.П. Ростовцева. М.: Изд-во МГУ, 1971. - 8 с.

74. Куперман, Ф.М. Озимые культуры / Ф.М. Куперман, A.M. Шульгин и др. // Сб. трудов Алтайской комплексной экспедиции «Биологические особенности и условия произрастания сельскохозяйственных культур в Алтайском крае. М.: Изд-во МГУ, 1974. - С. 76-100.

75. Курдюков, Ю.Ф. Пути регулирования экологического состояния почвы в агроценозе / Ю.Ф. Курдюков, Ю.М. Возняковская и др. // Сб. науч. трудов: Проблемы и пути преодоления засух в Поволжье. Саратов: Изд-во Новая газета, 2000.-Ч. 2.-С. 95-121.

76. Курдюков, Ю.Ф. Научные основы регулирования продуктивности озимой и яровой пшеницы в севооборотах черноземной степи Поволжья: дис. . доктора сельскохозяйственных наук / Ю.Ф. Курдюков. Саратов, 2001. - 42 с.

77. Лавренко, Е.М. Степи Евразии / Е.М. Лавренко, З.В. Карамышева и др. -Л.: Изд-во Наука, 1991. 146 с.

78. Лапина, С.Н. Типы погоды теплого периода в Нижнем Поволжье // Вопросы климата и погоды Нижнего Поволжья. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1969.-Вып. 5.-С. 87-98.

79. Левицкая, Н.Г. Повышение эффективности использования биоклиматического потенциала агроландшафтов Саратовского Правобережья: дис. . канд. с.-х. наук /- Саратов: Изд-во ЗАО ПЦ «ИППОЛиТ-99», 2003. 19 с.

80. Макаров, В.З. Опыт ландшафтно-экологического анализа территории крупного города (на примере г. Саратова) / В.З. Макаров, А.Н. Чумаченко и др. // Географические исследования в Саратовском университете . Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2002.-С. 88-96.

81. Максимов, H.A. Избранные работы по сухоустойчивости и зимоустойчи-вости растений. -М.: Изд-во АН СССР, 1952. -Т.1. С. 79-98.

82. Маттисен, А.Е. Климатические районы Саратовской области. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1958. - 126 с.

83. Методика биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства / Под общ. ред. к.т.н. Е.И. Базарова и к.б.н. Е.В. Глинки. М.: ВАСХНИЛ, -1983. - 45 с.

84. Минин, A.A. Климат и экосистемы суши: взаимосвязи и пространственно-временная изменчивость состояний // Итоги науки и техники. Серия «Метеорология и климатология». -М.: ВИНИТИ, 1991. Т. 19. - 172 с.

85. Медведев, И.Ф. Экология и биопродуктивность ландшафтов Саратовской области / И.Ф. Медведев, В.А. Гусев // Известия Саратовского университета. Новая серия. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2004. - Т.4. - Вып. 1-2. -С. 139-145.

86. Медведев, И.Ф. Экологические проблемы формирования и использования почв черноземной зоны Поволжья // Сб. науч. трудов: Проблемы и пути преодоления засух в Поволжье. Саратов: Изд-во Новая газета, 2000. -4.2.-С. 70-94.

87. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Л.: Гидроме-теоиздат, 1973.-Вып. 11.-288 с.

88. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Многолетние данные. Л.: Гдрометеоиздат, 1988.-Вып. 12. - Серия 3.-Ч.1-6. - 647 с.

89. Ничипорович, A.A. Свет в фотосинтезе и продуктивности растений // Физио логия растений.-М.: Наука, 1987.-Т. 34.-Вып.4.-С.628-635.

90. Носатовский, А.И. Пшеница (биология).-М.: Колос, 1965.-407 с.

91. Обухов, В.М. Урожайность и метеорологические факторы. М.: Госплан-издат, 1949.-317 с.

92. Полянская, Е.А. Синоптические процессы и явления погоды в Нижнем Поволжье. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1986. - 208 с.

93. Просвиркина, А.Г. Агрометеорологические условия и продуктивность проса. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 159 с.

94. Процеров, A.B. Общая характеристика засух и основные особенности засухи 1946 года.-М.: Труды ЦИП,- 1949,-Вып. 13.-С. 5-12.

95. Пруцков, Ф.М. Озимая пшеница. М.: Колос, 1976.-351 с.

96. Пряхина, С.И. Комплексная климатическая оценка рекреационных условий Нижнего Поволжья / С.И. Пряхина, С.Н. Лапина, Э.Ф. Скоробогатова // Сб. науч. трудов: Комплексные биоклиматические исследования. М.: Изд-во МФГО, 1988.-С. 26-29.

97. Пряхина, С.И. Биоклиматический потенциал Саратовской области. М.: ВИНИТИ, 1998. -№ 2573. В.98.- 96 с.

98. Пряхина, С.И. Природные ресурсы Нижнего Поволжья и степень их использования зерновыми культурами / С.И. Пряхина, Ю.А. Скляров, А.И. Заварзин. Саратов: Изд-во Аквариус, 2001. - 66 с.

99. Савельев, С.И. Озимая пшеница на Юго-востоке. М.: Сельхозгиз, 1959. -187 с.

100. Савздарг, С.Ф. Установление агроклиматических показателей формирования просо с учетом уровня агротехники // Труды ЦИП, 1965 Вып. 140. -С. 71-81.

101. Сапожникова, С.А. Агроклиматические ресурсы СССР / В кн.: Лекции по с.-х. метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - С. 273-292.

102. Саратов: комплексный геоэкологический анализ /С.А. Артемьев, В.Н.

103. Еремин, A.B. Иванов и др. / Под ред. A.B. Иванова. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003.-248 с.

104. Свисюк, И.В. Влияние агрометеорологических условий на урожайность проса // Метеорология и гидрология, 1980. № 6. - С. 105-109.

105. Селянинов, Г.Т. О сельскохозяйственной оценке климата // Тр. по с.-х. метеорологии, 1928.-Вып.20.-С. 165-172.

106. Селянинов, Г.Т. Принципы агроклиматического районирования в СССР. -М.: Гидрометеоиздат, 1958. С.7-13.

107. Сенников, В.А. Агроклиматические ресурсы Юго-востока Западной Сибири и продуктивность зерновых культур /В.А. Сенников, А.П. Сляднев. -Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 150 с.

108. Сидоренко, Е.В. Методы математической обработки в психологии. С-Пб.: ООО «Речь», 2000.-350 с.

109. Сиротенко, О.Д. Парниковый эффект и продовольственная проблема России / О.Д. Сиротенко, В.Н. Павлова // Метеорология и гидрология, 1994. -№ 7. -С.5-16.

110. Система ведения агропромышленного производства Саратовской области. Саратов: Изд-во Детская литература, 1998. - 321 с.

111. Смит, К. Основы прикладной метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. -423 с.

112. Смирнов, Б.М. Работы отдела земледелия / Б.М. Смирнов, В.И. Кафарена // Науч. труды НИИ сельского хозяйства Ю.-В. Саратов: Изд-во Коммунист, 1968.-Вып. 24.-С. 180-193.

113. Суровцева, О.В. Структура почвенного покрова г. Саратова / Проблемы изучения биосферы: Тезисы докладов Всероссийской научной конференции. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1996. - С. 110-111.

114. Степанов, В.Н. Минимальные температуры для прорастания семян и появления всходов полевых культур // Селекция и семеноводство, 1948. -№ 1.С. 51-58.

115. Темникова, Н.С. Климат Северного Кавказа и прилегающих степей. Л.: Гидрометеоиздат, -1959. -18 с.

116. Троян, П. Экологическая биоклиматология. М.: Высшая школа, 1988. - 207 с.

117. Трунова, В.А. Биологическая активность почвы под озимой пшеницей при различных способах возделывания // Науч. труды. Воронеж, 1980. -Т.91. - С.48-53.

118. Тулайков, Н.М. Засуха и меры борьбы с ней в полевом хозяйстве Поволжья. Саратов: Госиздат, 1921. -19 с.

119. Тулайков, Н.М. Избр. труды. В 2 т. / Сост. В.А. Корчагин. Самара, 2000. -Т. 2.-378 с.

120. Туманов, И.И. Зимостойкость культурных растений. -М.: Сельхозгиз, 1970.-365 с.

121. Уланова, Е.С. Применение математической статистики в агрометеорологии для нахождения уравнений связей. М.: Гидрометеоиздат, 1964. - 111 с.

122. Уланова, Е.С. Агрометеорологическое обслуживание сельского хозяйства // Метеорология и гидрология., 1978. -№ 1. С. 86-93.

123. Уланова, Е.С. Методы корреляционного и регрессионного анализа в агрометеорологии /Е.С. Уланова, В.Н. Забелин. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. -207 с.

124. Усов, Н.И. Почвы Саратовской области. Саратов. 1948. - Т. 1- 2. - 646 с.

125. Утешев, A.C. Атмосферные засухи и их влияние на природные явления. -Алма-Ата: Изд-во Наука, 1972. 176 с.

126. Федоров, Н.И. Органообразование у озимых пшениц в связи со сроками сева / Н.И. Федоров, В.В. Кожемякин // Материалы 2-ой науч. конф. молодых ученых и специалистов сельского хозяйства. Саратов, 1972. - С. 274-279.

127. Федоров, Н.И. Продуктивность пшеницы. Саратов: Приволжское книжное изд-во, 1980. - 174 с.

128. Федосеев, А.П. Агротехника и погода. Л: Гидрометеоиздат, -1979. - 239 с.

129. Фокеев, П.М. Яровая пшеница на Юго-востоке // Науч. тр. НИИСХ Ю.-В. -Саратов, 1961. Вып.20. - 187 с.

130. Хандожко, A.A. Оптимальные погодно-хозяйственные рашения. С-Пб.: Изд-во РГГМУ, 1999. - 162 с.

131. Хомяков, П.М. Влияние глобальных изменений климата на функционирование основных отраслей экономики и здоровье населения России. М.: Эдиториал УРСС, 2001.-378 с.

132. Цубербиллер, Е.А. Агроклиматическая характеристика суховеев. JL: Гидрометеоиздат, 1959. - 119 с.

133. Шабаев, А.И. Развитие адаптивных систем почвозащитного земледелия в агроландшафтах Поволжья. Проблемы и пути преодоления засухи в Поволжье // Сб. науч. тр. 4.2. Саратов: Изд-во Новая газета, 2000. - С. 3-32.

134. Шабаев, А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в агроландшафтах Поволжья. Саратов: Изд-во ЗАО ПЦ «ИППОЛиТ-99», 2003. -285 с.

135. Шашко, Д.И. Агроклиматическое районирование СССР. М.: Колос, -1967.-334 с.

136. Шашко, Д.И. Агроклиматические ресурсы СССР. JL: Гидрометеоиздат, 1985.-247 с.

137. Шевченко, С.Н., Научные основы современных технологических комплексов возделывания яровой мягкой пшеницы в Среднем Заволжье / С.Н. Шевченко, В.А. Корчагин. М.: ООО «Редакция журнала Достижения науки и техники АПК», 2006. - С.39.

138. Шкляева, JT.C. Статистические методы в климатологии. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 2003. - 128 с.

139. Шульгин, A.M. Методика сельскохозяйственной оценки климата. М.: ЛИК МГУ, 1966.-97 с.

140. Шульгин, A.M. Агрометеорология и агроклиматология. Л.: Гидрометеоиздат, 1978.- 199 с.

141. Шульмейстер, К.Г. Борьба с засухой и урожай. М.: Колос, 1975. - 335 с.

142. Whitmore, J.S. The influence of climatic factors on the agricultural development of South Africa. S. African Geogrl. J. 39, 1957. P. 5-25.

143. Landsberg, H.E. A comment on land utilization with reference to weather factors. Agric. Met. 5, 1968. P. 7-135.

144. Rose, J.K. Corn yield and climate in the Corn Belt. Geogrl. Rev. 26, 1936. P. 88-102.

145. Svirezhev, Yu.M. Simplest dynamic models of the global vegetation pattern // Ecol. Modelling. 1999.-V. 124.-P. 131-144.

146. Svirezhev, Yu.M. «Forestgrass» global vegetation model with forest age structure / Yu.M. Svirezhev, N.N. Zavalishin // Ecol. Modelling, 2003. V. 160. -P. 1-12.

147. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2001.