Агрокліматична оцінка формування продуктивності винограду

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія аграрних наук України

Національний науковий центр

"Інститут виноградарства і виноробства ім. В.Є. Таїрова"

УДК 634.84:551.56

06.01.08 - виноградарство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

АГРОКЛІМАТИЧНА ОЦІНКА ФОРМУВАННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ВИНОГРАДУ

Мельник Елла Борисівна

Одеса - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у лабораторії агрокліматології Національного наукового центру "Інститут виноградарства і виноробства ім. В. Є . Таїрова" Національної академії аграрних наук України.

Науковий керівник: доктор географічних наук, доцент, Ляшенко Галина Віталіївна, Національний науковий центр "Інститут Виноградарства і виноробства ім. В. Є . Таїрова", завідувач лабораторії агрокліматології.

Офіційні опоненти:

- доктор сільськогосподарських наук, професор, Шевченко Іван Васильович, Національний науковий центр "Інститут виноградарства і виноробства ім. В. Є . Таїрова", головний науковий співробітник;

- кандидат сільськогосподарських наук, доцент, Каменєва Наталія Валеріївна, Одеський державний аграрний університет Мінагрополітики України, доцент кафедри садівництва і виноградарства.

Захист дисертації відбудеться "16" грудня 2010 року о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 41.374.01 в ННЦ "Інститут виноградарства і виноробства ім. В. Є . Таїрова", 65496, м. Одеса, смт Таїрове, вул. 40-річчя Перемоги, 27. ННЦ "Інститут виноградарства і виноробства ім. В. Є . Таїрова"

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ННЦ "Інститут виноградарства і виноробства ім. В. Є . Таїрова", 65496, м. Одеса, смт Таїрове, вул. 40-річчя Перемоги, 27.

Автореферат розісланий "12" листопада 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат сільськогосподарських наук Зеленянська Н.М.

Анотації

Мельник Е.Б. Агрокліматична оцінка формування продуктивності винограду. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.08 - виноградарство. ННЦ "Інститут виноградарства і виноробства ім. В. Є. Таїрова", Одеса, 2010.

Дисертація присвячена дослідженню просторового розподілу теплових ресурсів території та їх впливу на розвиток і формування продуктивності винограду в Північному Причорномор'ї.

Виконано оцінку теплових ресурсів території за загальноприйнятими сумами середньодобових температур та з показниками, які враховують добову ритміку температур - сума денних та нічних температур і їх різниця. Досліджено діапазон мезо- і мікрокліматичної мінливості теплових ресурсів для різних типів підстильної поверхні. Визначено параметри мінливості теплових ресурсів під впливом Чорного і Азовського морів та лиманів.

Здійснено оцінку впливу теплових ресурсів території на умови розвитку різних сортів винограду та формування його продуктивності. Отримано кількісні характеристики впливу показників термічного режиму на строки фаз розвитку столових і технічних сортів винограду та регресійні рівняння зв'язку вмісту цукру з агрокліматичними умовами. Визначено діапазон мінливості виробничих рівнів урожаю та рівнів урожаю, які забезпечені агрокліматичними ресурсами. Оцінено тенденцію зміни теплових ресурсів території Північного Причорномор'я.

Ключові слова: теплові ресурси, агро- і мікрокліматична мінливість, суми середньодобових, денних і нічних температур повітря, продуктивність винограду.

Мельник Э.Б. Агроклиматическая оценка формирования продуктивности винограда. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.08 - виноградарство. ННЦ "Институт виноградарства и виноделия им. В.Е. Таирова", Одесса, 2010.

Диссертация посвящена исследованиям тепловых ресурсов территории Северного Причерноморья. Выполнена комплексная детальная агроклиматическая оценка термического режима и тепловых ресурсов дня и ночи. Установлено, что на пространственную изменчивость величин тепловых ресурсов, учитывающих суточную ритмику температур воздуха, существенное влияние оказывает близость морей и больших водоемов. На территориях, расположенных вблизи водоемов, суммы дневных температур уменьшаются, а суммы ночных увеличиваются, что приводит к уменьшению разности между ними.

Получены величины показателей тепловых ресурсов территории Северного Причерноморья с учетом микроклимата. Дана детальная оценка пространственной изменчивости показателей тепловых ресурсов для территорий с разным типом и формами рельефа, местом расположения на склоне и отдаленностью от больших водоёмов. Отмечено увеличение абсолютных значений сумм дневных температур от вершины склона к дну долин и их уменьшение - для сумм ночных температур. Наблюдается уменьшение различий между этими суммами для прибрежных участков Северного Причерноморья.

Установлено, что на темпы развития винограда в течение вегетации оказывают влияние такие показатели термического режима, как даты перехода температуры воздуха через 10 и 15 °С - на начало распускания почек и цветения винограда, а также количество дней со среднесуточной температурой выше 20 °С - на начало созревания и техническую или потребительскую спелость. Осуществлена оценка влияния тепловых ресурсов территории на условия развития разных сортов винограда и формирование его продуктивности. Получены количественные характеристики влияния показателей термического режима на сроки фаз развития столовых и технических сортов винограда и регрессионные уравнения связи содержания сахара в соке ягод с агроклиматическими условиями. Определен диапазон изменчивости производственных уровней урожая и уровней, обеспеченных агроклиматическими ресурсами.

Оценена тенденция изменения тепловых ресурсов территории Северного Причерноморья за последние 17 лет (1991-2007 гг.). Прослеживается повышение сумм активных температур как за отдельные межфазные периоды, так и в целом за вегетацию.

Melnik Е. B. Agroclimatic Assessment in Forming of Grapevine Productivity. - Manuscript.

Thesis to gain a scientific degree of the Candidate of Agricultural Sciences in a speciality 06.01.08 - viticulture. NSC "Institute of Viticulture and Wine-Making named after V. Ye. Tairov", Odessa, 2010.

The thesis deals with a research of spatial allocation of thermal resources of territory and their influence on development and forming of the grapevine productivity in the Northern Black Sea area.

The assessment of thermal resources of the territory according to the generally accepted methods (by the sums of average daily temperatures) and taking into account daily rhythmics of temperatures - by the sums of daily and nightly temperatures and their difference has been conducted. It has been studied the range of mezo- and microclimatic changeability of thermal resources for different types of laying surface. The parameters of changeability of thermal resources under the influence of the Black and Аzov Seas and estuaries have been determined.

The assessment of influence of thermal resources of the territory on the terms of development of different grape varieties and forming of grapevine productivity has been conducted. The quantitative descriptions of influence for indices of the thermal mode on the terms of phases of development of table and technical grape varieties and regressive equalizations of connection of sugar content with agroclimatic terms have been determined. The range of changeability of productive levels of the yield as well as levels of the yield providing with agroclimatic resources has been determined. It has been estimated the tendency of thermal resources change on the territory of the Northern Black Sea area for the last 17 years (19912007).

Key words: thermal resources, agro- and microclimatic changeability, sums of average daily, daily and nightly air temperatures, grapevine productivity.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Виноград чутливо реагує на умови зовнішнього середовища. Особливо великий вплив мають кліматичні умови, які визначають набір сортів винограду, систему ведення культури, технологію вирощування, урожайність, напрям виробництва та якість виноградно-виноробної продукції, економічні показники галузі. Тому їх детальне урахування дозволяє уникнути помилок у виноградарстві, які можуть призвести до значного зниження кількості і якості винограду.

Північне Причорномор'я відноситься до території, яка є північною межею промислового виноградарства, тому лімітуючими факторами для вирощування винограду є термічний режим території, а саме: теплові ресурси й морозонебезпечність. При оцінці теплових ресурсів, особливо велике значення має добова ритміка температур впродовж періоду вегетації

На сьогоднішній день відомо багато фундаментальних та прикладних досліджень, які були направлені на детальний аналіз кількісного характеру впливу термічного режиму на виноград. Здебільшого ці дослідження базувалися на агрокліматичній інформації за даними найближчих метеорологічних станцій або осередненої для певних адміністративних одиниць. Між тим відомо, що характеристики термічного режиму значно змінюються в залежності від умов підстильної поверхні, насамперед, елементів рельєфу, характеру ґрунтового покриву, близькості значних водоймищ. Різниця їх величин може іноді перевищувати зональну різницю. Саме відсутність такої інформації дуже часто не дозволяє пояснити особливості у темпах розвитку різних сортів винограду, різницю у величині урожаю та його якості. В сучасних умовах повстає задача детального аналізу особливостей впливу просторового розподілу характеристик термічного режиму на розвиток і формування врожайності різних сортів винограду.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною науково-технічної програми Національної академії аграрних наук України "Виноградарство 2001-2005", завдання,,Вивчення екологічних ресурсів виноградарських регіонів України, виділення зон стійкого виробництва винограду та розробка енергозберігаючих технологій, які забезпечать мобілізацію факторів природного походження, включаючи і зрошення, для вирощування стабільних високоякісних урожаїв винограду" (номер державної реєстрації 0101U001813); "Виноградарство 2006-2010", завдання "Дослідження просторового розподілу екологічних умов території Північного Причорномор'я з метою оптимізації розміщення нових перспективних сортів винограду та технології їх вирощування" (номер державної реєстрації 0107U005070); "Провести моніторинг агрометео-рологічних умов розвитку винограду у південних районах Одеської області" (номер державної реєстрації 0109U005170).

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є розробка методів оцінки теплозабезпеченості винограду з врахуванням неоднорідностей підстильної поверхні.

У відповідності з метою в задачі дослідження входило:

- аналіз сучасного стану досліджень впливу умов теплозабезпеченості на стан винограду, його продуктивність (кількість і якість) та методик їх оцінки;

- провести експериментальні спостереження за агрометеорологічними умовами росту, розвитку та формуванням урожаю різних груп сортів винограду;

- визначити закономірності просторового мезомасштабного розподілу теплових ресурсів на території Північного Причорномор'я;

- встановити діапазон мікрокліматичної мінливості показників теплових ресурсів з врахуванням добової ритміки під впливом неоднорідностей підстильної поверхні;

- оцінити вплив теплових ресурсів території на темпи розвитку та показники продуктивності різних сортів винограду;

- дослідити динаміку і тренд теплових ресурсів для території Північного Причорномор'я.

Об'єкт дослідження - теплові ресурси як умови формування продуктивності винограду.

Предмет дослідження - просторова мінливість теплових ресурсів в умовах неоднорідної підстильної поверхні Північного Причорномор'я.

Методи дослідження. В роботі використовували наступні методи: методи кліматичного та агрокліматичного аналізу й узагальнення інформації - для розрахунків показників теплових ресурсів; метод мікрокліматичних розрахунків - для визначення перерозподілу теплових ресурсів у складному рельєфі; математико-статистичний метод (кореляційний і регресійний аналіз) - для визначення ступеню впливу агрокліматичних умов на характеристики продуктивності винограду; метод трендів - для визначення тенденцій змін у величинах теплових ресурсів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено детальний комплексний аналіз просторового розподілу теплових ресурсів дня та ночі на території Північного Причорномор'я. Визначено мезомасштабні особливості їх розподілу під впливом близькості Чорного і Азовського морів та типу рельєфу.

Уточнено параметри мікрокліматичної мінливості теплових ресурсів дня та ночі під впливом неоднорідностей підстильної поверхні (елементів рельєфу, крупних водоймищ).

Встановлено кількісні характеристики параметрів впливу термічного режиму на темпи розвитку та показники продуктивності різних сортів винограду.

Визначено особливості впливу елементів рельєфу, близькості значних водоймищ на розвиток і формування врожайності різних сортів винограду.

Виявлено тенденцію зміни теплових ресурсів в період вегетації винограду за останні 60 років.

Практичне значення одержаних результатів. Результати розрахунків теплових ресурсів території дозволяють оптимізувати розміщення виноградних насаджень на регіональному і локальному рівнях.

Результати досліджень мікрокліматичної мінливості теплових ресурсів дня та ночі, які враховують умови підстильної поверхні, використовують при розміщенні різних сортів винограду на рівні господарств і конкретних ділянок.

Отримані кількісні характеристики впливу агрометеорологічних умов на формування продуктивності дозволяють оцінити діапазон мінливості кількості і якості урожаю винограду.

Матеріали досліджень, викладені у дисертації, дозволяють вносити корективи в проведення різних агротехнічних заходів по вирощуванню винограду впродовж вегетаційного періоду.

Оцінка тенденції зміни теплових ресурсів території дозволяє прогнозувати умови теплозабезпеченості винограду у майбутньому.

Особистий внесок здобувача полягає у вивченні та аналізі літературних джерел, у формуванні робочої гіпотези, мети і постановці завдань досліджень, у проведенні спостережень і зборі даних, у здійсненні розрахунків та аналізу отриманих результатів, підготовці публікацій за матеріалами досліджень. Інтерпретація деяких окремих фактів та закономірностей подається з урахуванням порад та консультацій наукового керівника та інших фахівців. Висновки обґрунтовані і опрацьовані особисто здобувачем.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідалися на Міжнародній науково-практичній конференції "Стан і перспективи рослинницької галузі в умовах зміни клімату" (м. Харків, 1-3 липня 2009 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції "Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва" (м. Київ, 22-25 вересня 2009 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції "Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва" (м. Сколе, 1-4 червня 2010 р.); на наукових семінарах та вченій Раді ННЦ "ІВіВ ім. В. Є. Таїрова" у 2007-2010 рр.

Публікації. За матеріалами досліджень, що представлені в дисертаційній роботі, опубліковано 5 наукових робіт, з яких 3 - у наукових фахових виданнях, 1 - у матеріалах конференцій.

Обсяг та структура роботи. Дисертаційну роботу викладено на 157 сторінках машинописного тексту, вона містить 16 таблиць, 21 рисунок, 6 додатків. Робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків і рекомендацій виробництву. Список використаних джерел становить 121 найменування, з них 7 - іноземних авторів.

Основний зміст роботи

Агрокліматичні умови вирощування винограду (стан досліджень). Проведено аналіз досліджень, у яких визначається вплив агрокліматичних умов на ріст, розвиток і формування продуктивності винограду. Зазначено, що теплові ресурси мають вирішальне значення для темпів розвитку і впливають на якість урожаю винограду. Зроблено висновок про необхідність проведення досліджень показників, які враховують добову ритміку температур повітря і більш вірно характеризують зв'язок темпів розвитку рослин і їх продуктивність з термічними умовами. Розглянуто біологічні особливості культури винограду і вимоги винограду до екологічних умов територій. Наведено загальну агрокліматичну характеристику досліджуваної території.

Об'єкти, методи й умови проведення досліджень і методи розрахунків. Експериментальні дослідження проводились на виділених польових ділянках і майданчику відомчого метеорологічного посту, які розташовані на території ННЦ "Інститут виноградарства і виноробства ім. В.Є. Таїрова". Надано загальну характеристику природних і агрокліматичних умов території та агрометеорологічну характеристику 2008-2009 рр. - років проведення експерименту.

Дослідження агрокліматичних умов проводились по Одеській, Миколаївській і Херсонській областям, на території яких було обрано 12 пунктів, що розташовані в межах зони виноградарства Північного Причорномор'я. Агро- і мікрокліматичні показники теплових ресурсів були розраховані по території, на якій розташовані гідрометстанції (ГМС) і агрометстанції (АМС) Одеса, Роздільна, Білгород-Дністровський, Сарата, Болград, Ізмаїл, Велико-Олександрівка, Нова Каховка, Херсон, Асканія Нова, Генічеськ, Миколаїв за матеріалами довідника "Кліматологічні стандартні норми (1961-1990 рр.)", з якого була здійснена вибірка метеорологічних даних.

Детальна оцінка території проведена за методикою розрахунку агро- і мікрокліматичної мінливості теплових ресурсів дня і ночі, викладених у працях З.А. Міщенко, Г.В. Ляшенко. Надалі нами ця методика була вдосконалена шляхом деталізації параметрів мезо- і мікрокліматичної мінливості теплових ресурсів стосовно до конкретних для Північного Причорномор'я умов підстильної поверхні, насамперед, близькості значних водоймищ Чорного і Азовського морів, Дністровського, Хаджибейського та Тілігульського лиманів.

Статистичний аналіз виконано на підставі агрометеорологічних і фенологічних спостережень на території ННЦ з 1945 по 2007 роки, даних статистичних бюлетенів по переробці винограду.

Агрокліматична оцінка теплових ресурсів території виконана на підставі розрахункових величин сум середньодобових (?Т_С), денних (?Т_Д) та нічних (?Т_Н) температур повітря за період з температурами вище 10 °С. Підрахунок ?Т_С, ?Т_Д, ?Т_Н виконують по відповідним температурам за період між датами переходу середньодобових (Т_С)_, денних (Т_Д) та нічних (Т_Н) температур через 10 °С. Визначено тривалість теплого періоду і підраховано суми середньодобових, денних та нічних температур повітря.

Оцінка теплових ресурсів вегетаційного періоду винограду. Аналіз річного ходу температур впродовж теплого періоду показав, що на ГМС Білгород-Дністровський, Одеса, Очаків і Генічеськ денні і середньодобові температури мало різняться між собою. Нічні температури весною й восени також близькі до середньодобових і денних температур, а у літні місяці вони нижчі за середньодобові на 1-2 °С і становлять близько 20 °С. Більш суттєва різниця влітку між денними і середньодобовими температурами - до 2 °С - відзначена по ГМС Болград, Миколаїв, Херсон, Нова Каховка і Роздільна. Хід нічних температур у літні місяці на 2 °С нижче середньодобових, а їх максимальне значення влітку становить 18-20 °С. Найбільша ж різниця між денними і нічними сумами температур спостерігається у серпні - до 5 °С. Найсуттєвіша різниця у ході температур середньодобових, денних та нічних відзначається по ГМС Сарата, Велико-Олександрівка, Ізмаїл та Асканія Нова, при чому, рівень денних температур на 2-3 °С перевищує рівень середньодобових, а нічних - на 3-4 °С нижче середньодобових. Також по цим ГМС спостерігається найбільша різниця у ході денних і нічних температур - від 3-4 °С весною й восени до 6-7 °С - у серпні.

На наступному етапі досліджень для вищезазначених ГМС виконано розрахунки дат переходу середньодобової, денної та нічної температури повітря через 10 °С весною та восени, а також тривалості періоду з цими температурами. Виявлено, що середньорічні дати переходу середньодобових температур через 10 °С весною коливаються у межах 5 днів. В датах переходу через 10 °С денних температур цей діапазон становив 11, а нічних температур досягав 17 днів. Причому, на ГМС, які розташовані на узбережжі морів і лиманів, перехід денних температур відбувається раніше, а нічних - пізніше, ніж на інших ГМС (табл. 1).

Таблиця 1 Дати переходу температури повітря через 10 °С

Назва ГМС	Дати переходу температури повітря через 10 °С	Тривалість періоду з температурою вище 10 °С
	весною	восени
	Тс	Тд	Тн	Тс	Тд	Тн	Nс	Nд	Nн
Одеса	19.04	16.04	23.04	22.10	22.10	19.10	186	189	179
Роздільна	16.04	9.04	27.04	15.10	23.10	10.10	182	197	166
Б.Дністров ський	15.04	11.04	18.04	20.10	22.10	10.10	188	194	175
Сарата	15.04	10.04	29.04	16.10	28.10	4.10	184	201	158
Болград	14.04	7.04	26.04	23.10	30.10	10.10	192	206	167
Ізмаїл	14.04	5.04	28.04	20.10	31.10	7.10	189	209	162
Велико-Олександрівка	15.04	10.04	30.04	15.10	20.10	2.10	183	193	155
Нова Каховка	14.04	9.04	29.04	17.10	25.10	10.10	186	199	164
Херсон	14.04	8.04	28.04	16.01	24.10	16.10	185	199	171
Асканія Нова	16.04	6.04	5.05	14.10	25.10	1.10	181	202	149
Генічеськ	15.04	12.04	29.04	13.10	20.10	3.10	181	191	157
Миколаїв	16.04	11.04	25.04	17.10	25.10	10.10	185	197	168
Діапазон	5	11	18	11	11	19	11	20	24

Примітка. Т_с, Т_д, Т_н, N_с, N_д, N_н - середньодобова, денна і нічна температури повітря та тривалості періодів з цими температурами.

Восени багаторічні дати переходу коливаються від 13 до 23 жовтня за середньодобовими температурами, від 20 до 31 жовтня - денних і у нічних температур цей проміжок становить від 1 по 19 жовтня. Тобто діапазон просторової мінливості становив 11 днів для середньодобових і денних та 18 днів - для нічних температур. Восени на узбережжі морів і лиманів також спостерігається така ж тенденція у датах переходу, як і весною.

Діапазон, у якому коливається тривалість періоду з температурами вище 10 °С у середньодобових температур становить 10 днів, у денних цей діапазон у 2 рази більше, а у нічних - у 3 рази більше і досягає 20-30 днів. Найменша різниця між датами переходу температур весною та восени і тривалістю періоду з середньодобовими, денними і нічними температурами вище 10 °С спостерігається на ГМС Одеса, Білгород-Дністровський, Херсон і Миколаїв, що пояснюється близькістю великих водоймищ. Найбільша різниця цих показників на ГМС Сарата, Ізмаїл і Асканія Нова.

Встановлено особливості динаміки накопичення сум температур в розрізі окремих календарних місяців за теплий період з квітня по жовтень по окремих територіях. Виявлено, що на початку вегетації різниця у накопичених сумах температур становить 70 °С і найменші значення спостерігаються на пункті ГМС Одеса, а до червня-липня ця різниця збільшується до 130 - 140 °С. По ГМС Роздільна темпи накопичення на кінець липня дещо уповільнюються. У другій половині вегетаційного періоду різниця у накопичених сумах температур вище 10 °С зберігається і складає 180-230 °С. Найменші величини сум відмічаються на ГМС Роздільна і Одеса, а найвищі - Нова Каховка і Миколаїв. Різниця між даними останніх станцій не перевищує 25-40 °С. На кінець періоду уповільнюються темпи накопичення активних температур на ГМС Херсон і Асканія Нова, а найбільше - по ГМС Роздільна. Найменше уповільнюються темпи накопичення температур на кінець періоду на ГМС Одеса і Болград. Майже збігаються графіки ходу накопичення середньодобових температур на ГМС Нова Каховка і Миколаїв, та на ГМС Херсон і Асканія Нова, що свідчить про однаковий термічний режим територій.

Встановлено, що різниця між сумами денних і середньодобових температур дорівнювала, відповідно, 650, 600 і 475 °С (рис. 1). Різниця між сумами нічних і середньодобових температур складала 800, 900 і 845 °С, а різниця між сумами денних і нічних температур досягала 1500, 1400 і 1225 °С, що перевищує діапазон мінливості сум середньодобових температур в межах усієї України. Таким чином, просторова мінливість величин сум середньодобових температур повітря на території Північного Причорномор'я коливається в межах від 3130 °С (ГМС Роздільна) до 3350 °С (ГМС Болград). Сума денних температур змінюється від 3290°С (ГМС Одеса) до 3910 °С (ГМС Ізмаїл), а сума нічних - від 2280 °С (ГМС Асканія Нова) до 3060 °С (ГМС Білгород-Дністровський). Розрахунки величин цих показників по 12 ГМС показали, що при різниці у сумах середньодобових температур 220 °С, різниця по сумах денних і нічних температур склала відповідно 625 і 780 °С. Найбільша різниця у сумах середньодобових, денних та нічних температур спостерігається на ГМС Сарата, Ізмаїл, та Асканія Нова, а найменша - на ГМС Одеса, Білгород-Дністровський, Херсон.

Рис. 1 - Теплові ресурси на території промислового виноградарства України

При аналізі динаміки накопичення сум денних, середньодобових і нічних температур по ГМС Одеса, Болград і Сарата виявлено, що суми середньодобових температур повітря для трьох метеостанцій впродовж усього вегетаційного періоду не перевищують 50 °С (рис. 2а). Порівнюючи графіки динаміки сум денних температур, видно, що по ГМС Болград і Сарата вони майже збігаються, а по ГМС Одеса сума денних температур нижче на 140 °С у квітні і на 540 °С - у жовтні (рис. 2б). Найбільша різниця у динаміці накопичення сум нічних температур. Якщо на початку вегетації вона не перевищувала 60 °С, то на кінець вегетації досягає вже 600 °С (рис. 2в), що обумовлює також різницю у відмінностях проходження вегетації рослин та якісні характеристики врожаю.

Таким чином, просторова мінливість теплових ресурсів території Північного Причорномор'я для фонових місцеположень (під якими розуміють домінуючі вирівняні ділянки - рівнини), при порівняно незначній мінливості середньодобових сум температур, досягає значного діапазону по тепловим ресурсам для світлої і темної частини доби. Одним з чинників, що обумовлює таку значну різницю у добовій ритміці температур, є близькість до значних водоймищ (Чорне море, Дністровський лиман). Такий просторовий перерозподіл термічних ресурсів впливає на інтенсивність проходження фізіологічних процесів у винограду та на прискорення або уповільнення темпів розвитку.

Мікрокліматичний перерозподіл теплових ресурсів визначається, насамперед, вертикальним розчленуванням рельєфу, який характеризує тип рельєфу і експозицією схилів. У регіоні, що охоплює Одеську, Херсонську й Миколаївську області, поширені слабкопагорбкуватий (ДН<60 м) і пагорбкуватий (ДН 60-100 м) типи рельєфу. У центральних виноградарських районах Одеської області також зустрічається горбкуватий тип рельєфу (ДН 100-140 м). Аналіз просторового перерозподілу теплових ресурсів дня і ночі під впливом неоднорідностей підстильної поверхні виявив особливості їх формування в залежності від конкретного типу і форми рельєфу, місця розташування на схилі й відстані до водоймищ. Відзначається збільшення абсолютних значень ?Т_Д від вершини схилу до дна долини і їхнє зменшення - для ?Т_Н. При збільшенні відносного перевищення на вершині схилу різниця між денними і нічними температурами зменшується, а на дні долини - збільшується. Також спостерігається зменшення різниці між цими сумами для прибережних ділянок Північного Причорномор'я. Так, по території поблизу Одеси і Білгород-Дністровського, різниця між денними і нічними температурами є найменшою. Поблизу ГМС Болград, Нова Каховка та Ізмаїл така різниця зростає за рахунок збільшення сум денних і зменшення сум нічних температур для всіх місцеположень. Найбільша різниця між сумами денних і нічних температур спостерігається на території поблизу ГМС Сарата і Асканія Нова, на яких рівень нічних температур найнижчий.

Таким чином, на просторову мінливість показників теплових ресурсів окремих ділянок значний вплив має близькість великих водоймищ: із зменшенням відстані спостерігається відповідне зменшення різниці сум денних і нічних температур, як для слабкопагорбкуватого, так і для горбистого типів рельєфу.

Рис. 2 - Динаміка накопичення суми температур повітря вище 10°С по ГМС Одеса, Сарата, Болград: а) середньодобових, б) денних, в) нічних

Вплив агрометеорологічних факторів на ріст і розвиток винограду. Дати настання фенологічних фаз розвитку винограду залежать як від його сортових особливостей, так і від агрометеорологічних умов. Сортові особливості найбільше проявляються в фазах початку достигання та споживацької або технічної стиглості для столових і технічних сортів.

Таблиця 2 Статистичні характеристики фенофаз винограду

а) столових ранніх сортів

Показники	Хсер	Xmax	Хmin	Ax	у	Cv
Д 1	5.V	23.V	8.IV	45	11.2	9
Д 2	13.VI	25.VI	30.V	26	6.9	4
Д 3	3.VIII	20.VIII	19.VII	32	7.9	4
Д 4с	3.IX	28.IX	8.VIII	49	12.0	5

б) технічних пізніх сортів

Показники	Хсер	Xmax	Хmin	A	у	Cv
Д 1	5.V	23.V	8.IV	45	11.2	9
Д 2	13.VI	25.VI	30.V	26	6.9	4
Д 3	17.VIII	1.IX	31.VII	32	8.9	4
Д 4т	30.IX	20.X	14.IX	36	8.6	3

Примітка: Д₁, Д_2, Д_3, Д₄ - відповідно дати початку розпускання бруньок, цвітіння, дозрівання, дата споживацької або технічної стиглості.

Розраховано коефіцієнти залежності дат початку фенологічних дат від агрометеорологічних показників та отримано рівняння лінійної регресії. Найбільший вплив на початок розпускання бруньок має дата переходу температури повітря через 10 °С (коефіцієнти кореляції 0,74 - 0,82), на цвітіння - дата переходу температури через 15 °С (коефіцієнти кореляції 0,57 - 0,62), на початок дозрівання - кількість днів із середньодобовою температурою повітря вище 20 °С (коефіцієнти кореляції у столових сортів становлять -0,83 ч -0,91, а у технічних -0,66ч-0,69). Дата настання споживацької стиглості у столових сортів також має найтісніший зв'язок з кількістю днів з температурою вище 20 °С -0,68 ч -0,78, а для технічних сортів цей показник становив -0,59 ч -0,60.

Залежність вмісту цукру у ягодах винограду від агрометеорологічних умов. Проведено аналіз зв'язку вмісту цукру у соку ягід різних сортів винограду. Виявлено, що найбільш тісний зв'язок спостерігається у сорту Аліготе із сумами денних температур і датою переходу температури через 10 °С а в сорту Каберне - Совіньон - із сумами денних температур, ГТК і датами переходу температури через 15 °С (табл. 3). Тіснота зв'язків між вмістом цукру і традиційним показником суми середньодобових температур суттєво нижче величин коефіцієнтів кореляції показниками, які враховують добову ритміку температур. Так, наприклад, для сорту Аліготе коефіцієнт кореляції між вмістом цукру у соку і сумами середньодобових температур дорівнює 0,31, а з сумами денних температур і з різницею сум денних і нічних температур, відповідно, - 0,54 і 0,42. Для сорту Каберне-Совіньон різниця у коефіцієнтах кореляції ще більш значуща - тіснота зв'язку вмісту цукру з сумами середньодобових температур дорівнює лише 0,20, а з сумами денних температур і з різницею сум денних і нічних температур - 0,73 і 0,44 відповідно.

Таблиця 3 Зв'язок вмісту цукру у соку ягід винограду з агрометеорологічними умовами

Параметри	Коефіцієнти кореляції
	Аліготе	Каберне-Совіньон
	rxy	дr	rxy	дr
?Тс	0.31	0,16	0,20	0,18
?Тд	0.54	0,13	0,73	0,08
?Тн	0.37	0,15	0,16	0,18
Д(?Тд-?Тн)	0,42	0,15	0,44	0,15
?Н 6-9	-	-	-0,54	0,13
ГТК 6-9	-	-	-0,59	0,12
Д 10	-0.42	-0,15	-	-
Д 15	-	-	-0,59	0,12

Коефіцієнти множинного кореляції між вмістом цукру і показниками агрометеорологічних умов збільшуються. Наприклад, для сорту Аліготе коефіцієнт кореляції між вмістом цукру у соку ягід і такими показниками як сума денних температур повітря, кількість днів з температурою 20 °С і вище, датою переходу температури повітря через 10 °С становить 0,81 ± 0,06, а рівняння регресії має вигляд:

, (1)

де С - вміст цукру у соку ягід, ?Т_д - сума денних температур за червень - вересень, N₂₀ - кількість днів з середньодобовою температурою повітря вище 20 °С, Д ₁₀ - дата переходу середньодобової температури повітря через 10 °С весною.

Для сорту Каберне-Совіньон зв'язок ще тісніший - R = 0.90±0,03, а рівняння має вигляд:

, (2)

де ГТК _6-9 - гідротермічний коефіцієнт за червень - вересень, Д ₁₅ - дата переходу середньодобової температури повітря через 15°С весною.

Агрокліматична оцінка формування продуктивності винограду в Одеській області з врахуванням неоднорідної подстильної поверхні. На прикладі Одеської області проведено аналіз виробничих врожаїв винограду та виконано розрахунки величин врожаїв, які обумовлені радіаційно-тепловими ресурсами та ресурсами зволоження. Це потенційні (ПУ) та дійсно можливі (ДМУ) врожаї, визначення яких здійснювалося за формулами:

, (3)

де ПУ - потенційний урожай сухої біомаси, в кг/; - потенційний КПД, %; q - питома теплота згорання сухої біомаси рослин, кДж /кг; - фотосинтетично активна радіація (ФАР), кДж/; К_{госп -} коефіцієнт, який визначає господарсько цінну частину врожаю.

(4)

де Е_ф - фактичне вологоспоживання, мм; Е_о - оптимальне вологоспоживання, мм; Е_ф / Е_о- відносний коефіцієнт вологозабезпеченості.

Виробничі (фактичні) урожаї (ВУ), в середньому за період з 1971 по 2007 рр. склали 42,3 ц/га. В окремі роки урожай досягав 84,8 та знижувався до 10 ц/га. Лінія тренду урожаїв має вигляд кривої, що стійко знижується (рис. 3). Потенційні урожаї винограду в Одеській області значно перевищують виробничі. Середні багаторічні значення потенційних урожаїв відповідно при з 1,25 % і 0,5 % становлять 251,8 і 151,5 ц/га. При рівні використання ФАР (з = 1,25 %) середні, мінімальні і максимальні дійсно можливі урожаї (ДМУ) відповідно дорівнюють 120,9, 42,8 і 236,7 ц/га. При коефіцієнті ж використання ФАР на рівні 0,75 % рівень урожаїв зменшується до 123,9 ц/га (8,8 - 132,7 ц/га).

Надалі проведно розрахунки ПУ і ДМУ з врахуванням мікрокліматичної мінливості основних показників агрокліматичних ресурсів на різних типах підстильної поверхні. Найбільш високі значення потенційних урожаїв (у середньому багаторічному) відзначаються на південних схилах і досягають 264,4 - 289,6 ц/га, а найменші формуються на північних схилах (201,4 - 241,7 ц/га). Це пов'язано з величиною ФАР, яка надходить на рослинний покрив даних експозицій схилів.

Рис. 3. Динаміка і тренд середньої врожайності

Для досліджуваної території ця величина для північних схилів становить 40-60 % порівняно з південними схилами. На вододільних плато, рівнинах та в широких долинах рівень ПУ займає проміжне значення. Розподіл величини ДМУ по місцеположеннях в рельєфі має протилежний характер. Оскільки зволоження ґрунту зростає від вершини і верхніх частин схилів до підніжжя і долини, спостерігається пропорційне збільшення врожаїв. Незважаючи на більш високий рівень зволоження північних схилів порівняно з південними, на рівень ДМУ більший вплив чинять величина ФАР і теплові ресурси за рахунок збільшення тривалості вегетаційного періоду винограду. В цілому рівень ДМУ по місцеположеннях змінюється від 121 до 252 ц/га. тепловий територія продуктивність виноград

Максимальні відхилення ДМУ від ПУ спостерігаються у верхній і середній частинах південного схилу - 132,2 - 144,8 і 15,8-115,8 ц/га, а також на вододільному плато і рівному місці - 100,7 ц/га. Ці відмінності мінімальні в заплаві річок, в нижній частині північного і південного схилів на дні долин - 0; 20,1 -24,2; 50,4 і 55,1 - 57,9 ц/га. Вони характеризують недобір урожаїв внаслідок різниці реальних агрометеорологічних і ідеальних. Відхилення ДМУ-ВУ досягають максимальних значень також на дні широких долин, нижній частині північного схилу і в заплаві річок: 159,1, 169,2-189,4 і 209,5 ц/га, тобто, в таких місцевостях, де різниця (ПУ - ДМУ) мала мінімальні значення. Спостерігається зворотна (ПУ-ДМУ) залежність зміни величин (ДМУ-ВУ) - менші відмінності спостерігаються при більшій крутизні схилів. Слід зазначити, що на південних схилах різниця більше між ПУ і ДМУ, а на північних - між ДМУ і ВУ. Коефіцієнт сприятливості кліматичних умов для винограду по території Одеської області змінюється від 0,50 до 1,00.

Оцінка мінливості агрокліматичних умов вегетаційного періоду і адаптивних реакцій винограду (у зв'язку зі зміною клімату). Проведено аналіз динаміки і тренду фенофаз розвитку винограду та агрометеорологічних показників термічного режиму, що характеризують умови вегетаційного періоду, їх статистична оцінка й визначення ступеню впливу на проходження строків і темпів розвитку винограду в розрізі зазначених періодів (рис. 4). Графік динаміки і тренду суми середньодобових температур вище 10 °С в цілому за вегетаційний період винограду з 1945 по 2005 роки носить явний синусоїдальний характер з періодом 6-10 років. Тренд, розрахований із застосуванням методу найменших квадратів, де найменша похибка спостерігається при використанні поліному третього ступеню, визначає тенденцію їх значного зростання. Виявлено, що за останні 15 років суми температур нижче 3000 °С не спостерігалися, в той час як за попередні роки (1945-1990) така сума відзначена в 9 роках (в середньому один раз в 5 років). Спостерігається тенденція зміни середніх дат переходу середньодобової температури повітря через різні межі (10, 15, 20 °С) весною на більш ранні строки та тривалості цих періодів. Найбільша зміна спостерігається у періоди з середньодобовою температурою повітря вище 20 °С - збільшення з 67 днів за 1961-1990 роки до 74 - за 1991-2007 роки.

Рис.4 Динаміка і тренд сум активних температур повітря за вегетаційний період

Висновки

У дисертаційній роботі проведено дослідження оцінки теплозабезпеченості винограду з урахуванням неоднорідностей підстильної поверхні. Результатом досліджень є такі висновки:

1. За природними умовами Північне Причорномор'я відноситься до території, по якій проходить північна межа вирощування винограду. Середній з абсолютних мінімумів температури повітря, як основний показник перезимівлі, для даної території за зиму становить -14,6 ...- 17,6 °С, а 1-2 рази в 10 років він знижується до -20…-25°С, тобто мінімальні температури знижуються до критичних для винограду значень. Середні багаторічні суми середньодобових температур повітря за період з температурою повітря вище 10 °С складають 2900-3600 °С. Тривалість цього періоду становить 180 - 200 днів.

2. Сортимент поширених на півдні України виноградних насаджень включає сорти, вимогливі до умов термічного режиму взимку та у вегетаційний період. За морозостійкістю групи сортів винограду поділяються від слабкоморозостійких (-17,5 °С) до морозостійких (-25,0 °С), за тепловимогливістю (строками достигання) - від дуже ранніх (2200°С) до пізніх (3800 °С)

3. Встановлено закономірності просторової мінливості теплових ресурсів території Північного Причорномор'я для фонових місцеположень (рівнини). Суми денних температур повітря змінюються від 3290 до 3850 °С, а суми нічних температур - від 2280 до 3060 °С. Виявлено, що, при порівняно незначній мінливості середньодобових сум температур, діапазон яких становить 225 °С, спостерігається значна різниця у величинах теплових ресурсів для світлої і темної частини доби: діапазон мінливості цих сум температур досягає 625 і 600 °С. Просторова мінливість різниці між денними і середньодобовими температурами становить 580 °С, а між нічними і середньодобовими - 700 °С. Причому, на величину різниці між денними і нічними температурами впливає близькість значних водойм: на узбережжі морів ця різниця є найменшою (300-400 °С), а з віддаленням від водоймищ вона зростає до 1600 °С.

4. Удосконалено методику детальної оцінки теплових ресурсів з врахуванням добової ритміки температури повітря і теплозабезпеченості різних сортів винограду.

5. Здійснено детальну оцінку просторової мінливості теплових ресурсів (сум середньодобових, денних і нічних температур) для територій з різним типом і формами рельєфу, місцем розташування на схилі та віддаленістю від крупних водоймищ. Відзначається збільшення абсолютних величин ?Тд від вершини схилу до дна долини і їхнє зменшення - для ?Тн. Спостерігається зниження величини різниці між цими сумами для прибережних ділянок Північного Причорномор'я: різниця між сумами денних і нічних температур для середини схилу на прибережних ділянках дорівнює 300-500 °С, а для віддалених - вона може досягати 1500°С. Виявлено, що мікрокліматична мінливість теплових ресурсів з урахуванням неоднорідностей підстильної поверхні перевищує зональну мінливість теплових ресурсів.

6. Встановлено закономірності зональної і просторової мінливості добової ритміки температур, обумовлені близькістю до значних водоймищ (Чорне море, Дністровський лиман), що впливає на проходження фізіологічних процесів у винограду. Відзначається прискорення (уповільнення) темпів розвитку, зміна інтенсивності процесів фотосинтезу і дихання, що в свою чергу обумовлює інтенсивність накопичення органічних речовин і формування продуктивності винограду. Так, внаслідок того, що добові амплітуди температур на прибережних ділянках є меншими, вміст цукру в соку ягід зменшується на 1-2 %, ніж у віддалених від значних водоймищ районах. Причому, найбільша мінливість по території спостерігається у сортів пізнього строку дозрівання.

7. Встановлено кількісні параметри впливу теплових ресурсів на темпи розвитку, врожайність і якість продукції (вміст цукру у соку ягід винограду). Виявлено, що фенологічні дати, такі як початок розпускання бруньок і початок цвітіння, майже не різняться між собою для столових і технічних сортів. Найбільша різниця виявляється у фазах початку достигання й споживацької стиглості - для столових і технічної - для технічних сортів. Найбільший вплив на початок розпускання бруньок має дата переходу через 10 °С, на дати цвітіння - дата переходу через 15 °С, на початок дозрівання й стиглість - кількість днів із середньодобовою температурою повітря 20 °С.

8. Отримано зв'язки між показниками продуктивності винограду і показниками теплових ресурсів. Коефіцієнти кореляції між рівнем вмісту цукру у соку ягід з сумами денних температур для різних сортів становлять 0,5-0,7, а з сумами середньодобових температур - 0,2-0,3. Коефіцієнти множинної кореляції також вище із показниками, які враховують добову ритміку температур (0,8-0,9). Для сортів Аліготе і Каберне-Совіньон отримано рівняння множинного зв'язку вмісту цукру усякі ягід з агро кліматичними умовами.

9. Виробничі (фактичні) урожаї (ВУ), в середньому за період з 1971 по 2007 рр., склали 42,3 ц/га. В окремі роки урожай досягав 84,2 та знижувався до 10 ц/га. Лінія тренду урожаїв має вигляд кривої, що стійко знижується. Середні багаторічні величини потенційних урожаїв, відповідно при з 1,25 % і 0,5 %, становлять 251,8 і 151,5 ц/га. Найбільш високі значення потенційних урожаїв (у середньому багаторічному) відзначаються на південних схилах і досягають 264,4 - 289,6 ц/га, а найменші формуються на північних схилах (201,4 - 241,7 ц/га), рівень ДМУ по місцеположенням змінюється від 121 до 252 ц/га.

10. Виявлено тенденцію зміни агрокліматичних умов періоду вегетації винограду. За останні 15 років (1991-2007) простежується підвищення сум активних температур як за окремі міжфазні періоди, так і в цілому за вегетацію. Виявлено, що в ці роки суми температур нижче 3000 °С не спостерігалися, в той час як за попередні роки (1945-1990) така сума відзначена в 9 роках (в середньому один раз в 5 років). Спостерігається тенденція зміни середніх дат переходу середньодобової температури повітря через різні межі (10, 15, 20 °С) весною на більш ранні строки та тривалості цих періодів. Найбільші зміни спостерігаються у кількості днів періодів з середньодобовою температурою повітря вище 20 °С - збільшення від 67 днів за 1961-1990 роки до 74 - за 1991-2007 роки.

Рекомендації виробництву:

1. Врахування теплових ресурсів з їх деталізацією за добовою ритмікою температур дозволяє з більшою вірогідністю надавати оцінку умов теплозабезпеченості різних сортів винограду.

2. Деталізація теплових ресурсів з врахуванням їх мікрокліматичної мінливості дозволяє оптимізувати розміщення виноградних насаджень по території на сортовому рівні.

3. Отримані кількісні параметри зв'язку темпів розвитку винограду необхідно враховувати при плануванні проведення агротехнічних заходів.

4. Оцінка просторової мінливості продуктивності винограду дозволяє виконувати оптимізацію розміщення виноградних насаджень на принципах економічної доцільності.

Список опублікованих робіт

1. Ляшенко Г.В. Оцінка мінливості агрокліматичних умов вегетаційного періоду і адаптивних реакцій винограду у зв'язку із зміною клімату / Г.В. Ляшенко, Е.Б. Мельник, В. І. Суздалова // Виноградарство і виноробство: міжв. тем. наук. зб. - Одеса: Optimum. - 2007. - Вип. 44. - С. 59-67

2. Ляшенко Г.В. Материалы метеорологических наблюдений на ведомственном посту "ННЦ ИВиВ им. В.Е. Таирова" /Г.В. Ляшенко, Э.Б. Мельник, В.И. Суздалова // ННЦ "ИВиВ им. В.Е. Таирова". Одесса. - 2008. - 37 с.

3. Мельник Э.Б. Оценка реакций винограда в Северном Причерноморье на изменение агроклиматических условий / Е.Б. Мельник //Стан і перспективи рослинницької галузі в умовах зміни клімату: зб. тез IV-ої Міжн. наук.-практ. конф. мол. вчених (м. Харків, 1-3 липня 2009 р.) /Українська академія аграрних наук, Ін-т рослинництва ім. В.Я. Юр'єва, 2009. - 212 с.

4. Мельник Э.Б. Микроклиматическая изменчивость тепловых ресурсов территории Северного Причерноморья / Э.Б. Мельник //Виноградарство і виноробство: міжв. тем. наук. зб. - Одеса: ННЦ "ІВіВ ім. В. Є. Таїрова". - 2009. - Спец. випуск. - С. 120-126.

5. Мельник Е.Б. Оцінка теплових ресурсів на території Північного Причорномор'я / Е.Б. Мельник // Виноградарство і виноробство: міжв. тем. наук. зб. - Одеса: ННЦ "ІВіВ ім. В. Є. Таїрова". - 2010. - Вип. 47. - С. 127-130.

Размещено на Allbest.ru

...