Выращивание яровых зерновых культур

Исследование биологических потребностей яровых культур, основных факторов формирования агрометеорологических культур, термических и погодных условий, условий увлажнения, урожайности и ее динамики в Воложинском и Столбцовском районах Минской области.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 25.03.2017
Размер файла 54,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Дипломная работа

Агрометеорологические условия выращивания яровых зерновых культур в Воложинском и Столбцовском районах Минской области

Минск, 2012

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос учета изменения и использования агроклиматических ресурсов крайне остро стоит в сельскохозяйственном производстве, наиболее сильно подверженном влиянию метеорологических факторов. Минимизация зависимости сельского хозяйства от погодных условий возможна только при полном учете агроклиматических ресурсов. В условиях изменения климата сельскохозяйственное производство, несмотря на определенную инерционность, весьма чувствительно к этим изменениям и требует современных оценок агроклиматических ресурсов.

Агроклиматические данные могут быть использованы:

при перспективном планировании размещения сельскохозяйственного производства;

при планировании текущих мероприятий в сельском хозяйстве;

при оценке условий произрастания сельскохозяйственных культур, агроклиматическом районировании;

при эксплуатации сельскохозяйственных угодий;

при разработке мероприятий по рациональному использованию благоприятных и преодолению (ослаблению) неблагоприятных агроклиматических условий;

при разработке методов агрометеорологических прогнозов;

при проведении научных исследований;

при оценке влияния изменения климата на сельскохозяйственное производство.

В последнее время намечается чёткая тенденция к изменению климата Беларуси. В этом свете особенно важно проводить современные агроклиматические исследования, уточняющие значения климатических и агроклиматических показателей.

Объект исследования: агрометеорологические условия выращивания яровых зерновых культур в Воложинском и Столбцовском районах Минской области. яровой агрометеорологический урожайность

Предметом исследования в дипломной работе является выявление динамики изменения агрометеорологих условий выращивания яровых зерновых культур в воложинском и Столбцовском районах Минской области.

Цель работы: оценить агроклиматические ресурсы произростания яровых зерновых культур на территории Воложинского и Столбцовского раонов Минской области.

Поставленная в работе цель достигаетя путем решения следующих задач:

- обобщение данных по агрометеорологическим характеристикам Воложинского и Столбцовского районов;

- охарактеризовать агрометеорологические ресурсы изучаемого региона;

- изучить биологические потребности яровых зерновых культур;

- проанализировать динамику урожайности яровых культур в данных районах;

- описать факторы фрмирования агрометеорологических условий Воложинского и Столбцовкого районов, а именно, географическое положение, рельеф гидрографическая сеть, почвенный покров и растительный покров, антропогенная деятельность, термические условия, условия увлажнения и почвенные условия;

- сравнить урожайность Столбцовского и Воложинского районов;

- изучить влияние погодных условий на колебание урожайности зерновых культур;

- анализ степени благоприятности агрометеорологических условий произрастания яровых в исследуемых районов;

- выявление возможных тенденций изменения агрометеорологических условий произрастания яровых зерновых Столбцовского и Воложинского регионов и объяснение их.

Решение задач было осуществлено при помощи аналитического, картографического и статистического методов.

В данной работе автор использует информацию из специализированных научных изданий, климатических справочников и ежегодников.

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

При написании дипломной работы использовались фондовые материалы гидрометеорологических и агрометеорологических наблюдений ГУ «Республиканский гидрометеоцентр» и другие режимные издания, относящиеся к предмету исследований, а также материалы из работ А.Х. Шкляр, В.И. Мельник, В.Ф. Логинов и другие. При подготовке данной работы, все характеристики представлены в основном за период 1989-2010 гг. Некоторые значения температуры воздуха использованы за период с 1969 по 2010 год. При отсутствии данных за отдельные годы внутри периода (1969-1990гг.) средние значения рассчитывались не менее чем за 7 лет. Для расчета вероятностных характеристик использованы ряды наблюдений не менее 20 лет. Использовались данные Национального статистического комитета Республики Беларусь об урожайности по областям и административным районам за 1969 - 2010 гг.

Был определен ряд агроклиматических показателей: сумма температур воздуха, продолжительность вегетационных периодов, продолжительность и интенсивность засух, заморозков, даты наступлений мягкопластичного состояния почвы, показатели срока сева яровых культур и др., которые использовались при оценке изменений агроклиматических ресурсов и продуктивности сельскохозяйственных культур. Для оценки современных изменений климатических, вышеуказанных агроклиматических показателей использовались разности средних значений указанных показателей с 1989-2010 гг.

Задачи решались при помощи аналитического, картографического и статистического методов.

Была использована информация из специализированных научных изданий, климатических справочников и ежегодников.

Оценка агроклиматических ресурсов территории выполнена на основе обобщенных многолетних наблюдений (1989-2010гг.) метеорологической станции Столбцы и метеорологической станции Воложин.

Причиной, обусловливающей рост урожайности сельскохозяйственных культур во времени, является повышение общей культуры земледелия. Комплекс факторов, от которых зависит уровень культуры земледелия, достаточно многообразен: применяемая система земледелия, способы обработки почвы, степень использования удобрений, возможности сорта и его соответствие агроклиматическим ресурсам территории, энерговооруженность сельскохозяйственного производства. Все многообразие факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур, можно разделить на два больших класса: в первый войдут факторы, обусловливающие уровень культуры земледелия, во второй - климатические факторы. В этой связи в любом каком-либо регионе динамику урожайности той или иной культуры можно рассматривать как следствие изменения уровня культуры земледелия, на фоне которого происходят колебания (иногда весьма значительные), связанные с особенностями погоды разных лет. Изменение культуры земледелия во времени в общем случае целесообразно представлять параболой второго порядка. При таком подходе общую дисперсию урожайности (І) можно рассматривать как сумму двух слагаемых, одно из которых характеризует вклад вносимый динамикой культуры земледелия (Іа), а другое - климатической изменчивостью. (Іm), тогда:

І= Іа + Іm (1.1)

В то же время надо отметить, что рассчитанные нами составляющие общей дисперсии урожайности І по формуле 1.1 не всегда отражали реальные различия в изменчивости урожайности, вызванные с климатическими особенностями территорий [13].

Как было отмечено выше, общая изменчивость урожайности зерновых культур связана как с уровнем культуры земледелия, так и с погодными условиями. Если рассмотреть значения урожайности по отдельным десятилетиям, то частично исключается влияние культуры земледелия, поскольку она обладает определенной инерционностью и в такие короткие интервалы времени не претерпевает существенных изменений. В этом случае изменчивость урожайности отдельных десятилетий определяется в большей степени только климатическими условиями.

Средняя изменчивость урожайности отдельных десятилетий будет характеризовать климатическую изменчивость урожайности (m) за весь период наблюдений. Исходя из этих предположений, для всех областей территории Беларуси для основных зерновых культур, а именно для ярового ячменя за 1969-2010гг. были рассчитаны статистические характеристики характеризующие общую, климатическую изменчивость урожайности, вызванную динамикой культуры земледелия. Отношения дисперсий Іm и Іa к общей дисперсии урожайности І характеризуют соответственно вклад климата и уровня земледелия в общую изменчивость урожайности яровых культур.

Метеорологическая составляющая урожайности Дyi в каждом году может быть представлена в отклонениях от линии тренда yi и выражается в процентах от тренда [13]

yi-yi

Дyi= *100, (1.2)

yi

Все расчеты статистических характеристик, построение линии трендов урожайности культур, графиков скользящих средних проводились на ПЭВМ, с использованием системы управления базы данных «Visual Fox Pro» по программе разработанной отделом программирования Республиканского Гидрометцентра и MS «Excel».

ГЛАВА 2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТРЕБНОСТИ ЯРОВЫХ КУЛЬТУР

Зерновые яровые культуры представлены ячменём, овсом и яровой пшеницей. Наиболее распространенные сорта ячменя в республике Беларусь - Азамат, Атаман, Аэлита, Баронесса, Бурштын, Верас, Визит, Гонар, Зазерский, Прима Беларуси, Роланд; овса - Альф, Буг, Кондор, Полонез, Стрелец, Эрбграф, Надежный; яровой пшеницы - Хеника.

Из яровых зерновых культур наиболее требовательна к почвенным условиям яровая пшеница, для возделывания которой подходят только хорошоокультуренные дерново-подзолистые суглинистые и супесчаные на морене почвы. Яровой ячмень и яровое тритикале лучше произрастают и обеспечивают высокую продуктивность на дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных почвах, а также на осушенных торфяных почвах низинного типа. Овес по сравнению с другими яровыми зерновыми культурами менее требователен к плодородию почвы и предшественнику. Поэтому в севообороте его обычно размещают в последнем поле, определяя на роль фитосанитара. Ячмень, овёс и яровая пшеница в республике всегда обеспечены теплом: по сравнению с озимыми у яровых зерновых культур период вегетации короче. У них менее развита корневая система, они слабее кустятся. В зависимости от сортовых особенностей и агрометеорологических условий, сложившихся в конкретном году, средняя продолжительность вегетационного периода ячменя изменяется в пределах 55 - 110 суток, овса - 80 - 120 суток, яровой пшеницы - 90 - 120 суток [9].

Благоприятные условия для посева ранних яровых культур создаются при просыхании почвы до мягкопластичного состоя ния и достижении температуры пахотного слоя почвы +5 - +7°С. Мягкопластичное состояние почвы по средним многолетним данным (1969-2010гг.) на большей части территории республики наблюдается в начале третьей декады апре ля. К этому времени влагозапасы на большей части республики оптимальные и составляют в верхнем слое (0 - 20 см) почвы 30 - 60 мм, лишь на легких песчаных они могут быть меньше 30 мм.

Семена ячменя и яровой пшеницы начинают прорастать уже при температуре +1 - +2єС, овса +2 - +3 єС. При средней суточной температуре воздуха +8 - +10єС всходы ячменя появляются на 12 - 17 день после посева. В республике всходы яровых культур по средним многолетним данным (1969-2010) появляются через 10 - 15 дней после посева. При дружной и теплой весне (+14 - +16°С) период посев - всходы со кращается до 7 - 8 дней, при затяжной и холодной (+6 - +8°С) - увеличи вается до 20 дней и более. При ранних сроках посева ранние яровые культуры достаточно заморозкоустойчивы: всходы ячменя выдерживают кратковременные заморозки до -7 - -8єС, всходы овса -8 - -9єС, всходы яровой пшеницы - -6 - -8є. Через 10 - 15 дней после всходов у яровых появляется третий лист [9, 26].

В условиях хорошей влагообеспеченности кущение яровой пшеницы начинается при сумме эффективных температур (выше +5єС) 67єС, у ячменя и овса 134єС от даты посева. Массовое кущение яровых наблюдается в среднем через 6 - 10 дней после появления третьего листа. В большинстве лет кущение протекает при благоприятных климатических условиях.

Выход в трубку у яровых культур в республике по средним многолетним данным (1969-2010гг.) наблюдается в конце мая - начале июня. В этот период происходит интенсивный прирост растительной массы, формирование цветочных органов и зачаточного колоса. Недостаток почвенной влаги при этом оказывает отрицательное действие на формирование цветочных органов, приводит к уменьшению развитых колосков, что в конечном итоге снижает урожай. Оптимальные запасы влаги в пахотном слое в этот период 30 - 60 мм. В период выхода в трубку запа сы влаги в пахотном слое (0 - 20 см) удовлетворительные и составляют в среднем в республике 20 - 40 мм. При таких средних запасах влаги зна чительно возрастает вероятность лет с недостаточным увлажнением пахотного слоя (менее 20 мм). Недостаток влаги в почве после выхода в трубку приводит к снижению количества развитых и увеличению бесплодных зерновок в колосе у яровой пшеницы.

Во второй - третьей декадах июня у ячменя и яровой пшеницы наступает колошение, у овса - вымётывание метёлки. Оптимальное развитие растений в этот период обеспечивается при умеренном температурном режиме +16 - +20°C и запасах продуктивной влаги от 110 до 130 мм в метровом слое. В период колошения и цветения средние запасы влаги в метровом слое в республике изменяются от 60 мм на песчаных почвах южных областей до 210 мм на суглинистых почвах северных районов. То есть, за исключением южных районов республики, колошение происходит при оптимальном увлажнении почвы. Высокие температуры (? 25°С) и низкая относительная влажность воздуха (? 30%) в период колошение - цветение мо гут отрицательно сказаться на развитии зерновки у яровых, зерно в резуль тате получается щуплым и неполновесным. Овёс хуже, чем ячмень и яровая пшеница переносит высокие температуры и недостаток влаги [28].

После колошения до восковой спелости у яровых идет формирование зерна. В период формирования зерна потребность во влаге уменьшается. Молочной спелости яровые достигают в первой - второй декаде июля, а с середины июля на юге до начала августа на севере республики наступает восковая спелость.

Для возделывания яровой пшеницы в условиях Беларуси наиболее пригодны дерново-карбонатные, дерново-подзолистые легко- и среднесуглинистые, связносупесчаные на морене почвы. Не рекомендуется высевать ее на легких супесчаных, осушенных глееватых и глеевых полугидроморфных и торфяно-болотных почвах верховых и переходных болот. Оптимальные параметры агрохимических показателей минеральных почв: рН - не ниже 5,8, содержание гумуса - не менее 1,8 %, подвижных соединений фосфора и калия - не менее 145 мг/кг [15].

Лучшие предшественники для яровой пшеницы - зернобобовые и пропашные (картофель, корнеплоды), под которые внесено не менее 30 - 35 т/га органических удобрений, а также крестоцветные. Повторных посевов пшеницы или посевов после зерновых лучше не допускать, это приводит к заметному недобору урожая и снижению качества зерна.

Яровая пшеница очень требовательна к срокам и качеству подготовки почвы. Основная обработка после уборки стерневого предшественника состоит из лущения стерни дисковыми лущильниками: на минеральных почвах - на глубину 10 - 12 см, на торфяниках - 8 - 10 см. После пропашных проводят культивацию на глубину 10 - 12 см. Через 2 - 3 недели после лущения жнивья или культивации проводят вспашку на глубину пахотного слоя плугом с предплужником и катком. По мере появления сорняков зябь культивируют. На полях с невысокой степенью засоренности вместо вспашки можно проводить чизелевание культиваторами КЧ-5,1, КЧН-5,4 в два следа: первый - на глубину 10 - 12 см, второй - на глубину пахотного слоя. Скорость движения агрегата до 12 км/ч [16].

Сухая и жаркая погода ускоряет созревание яровых, но при недос татке влаги в почве высокие температуры воздуха приводят к щуплости зерна. Ячмень наиболее устойчивая культура среди ранних яровых к явлениям «захвата» и «запала» зерна за счет его засухоустойчивых качеств. Хуже всего высокие температуры и недостаток влаги переносит овёс.

В условиях теплой и дождливой погоды, когда ранние яровые зерновые культуры находятся в фазе молочной спелости или в начале фазы восковой спелости наблюдается явление истекание зерна. Этот процесс происходит в результате вымывания излишней влагой, находящейся в колосьях, органических и минеральных веществ из зерна. На ещё не полностью сформировавшихся зернах появляются трещины, из которых истекает жидкость, где поселяются плесневые грибы, которые вызывают потемнение зерен и значительное ухудшение пищевых качеств зерна.

К концу июля средние запасы влаги в метровом слое по многолетним данным составляют более 50 мм. При запасах влаги больше 125 мм состояние посевов может ухудшаться вследствие полегания и развития болезней.

К уборке ранних яровых приступают через несколько дней после массового наступления восковой спелости. Начинают уборку с ячменя. Через 5 - 7 дней приступают к уборке овса и яровой пшеницы [27, 29].

Таким образом, из яровых культур наиболее требовательна к почвенным условиям яровая пшеница, а овес, по сравнению с другими яровыми культурами, мене требователен к плодородию почвы. Продолжительность вегетационного периода у яровой пшеницы больше, чем у ячменя и овса, но овес хуже, чем ячмень и яровая пшеница переносит высокие температуры и недостаток влаги.

ГЛАВА 3. АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОЛОЖИНСКОГО И СТОЛБЦОВСКОГО РАЙОНОВ

В последнее время наблюдаются значительные изменения основных климатических и агроклиматических показателей Республики Беларусь, что, соответствует существующей тенденции глобального потепления. За начало

периода современного потепления в Беларуси чаще всего принимают 1989 год. Агроклиматические ресурсы территории характеризуются тремя основными показателями: количеством тепла и влаги в вегетационный период и условиями перезимовки сельскохозяйственных культур [13].

Согласно классификации агроклиматических областей по А.Х.Шкляру (1973 г), территория Беларуси разделена на три агроклиматические области: Северную, Центральную и Южную.

За последние десятилетия произошли существенные изменения агроклиматических ресурсов территории Беларусь.

Проведенные исследования в Республиканском гидрометеорологическом центре показали, что в результате потепления климата произошли существенные изменения агроклиматических ресурсов территории Беларуси: произошел распад Северной агроклиматической области, и появилась Новая более теплая агроклиматическая область на юге Беларуси, что в совокупности изменило обычные условия произрастания и формирования урожая сельскохозяйственных культур. Новая агроклиматическая область характеризуется самой короткой и теплой в пределах Беларуси зимой и наиболее продолжительным и теплым вегетационным периодом. Исследования в данном направлении продолжаются.

Территория Столбцовского района находится в пределах двух агроклиматических областей - Центральной и Южной. Территория Воложинского района располагается на юге Центральной агроклиматической области [13, 15].

И в данный момент территория воложинского района находится на юге Центральной агроклиматической области, а Столбцовский района практически целиком расположился в Южной области.

3.1 Факторы формирования агрометеорологических условий Воложинского и Столбцовского районов

Географическое положение: Воложинский и Столбцовский район находятся на западе Минской области. С севера на юг общая протяженность составляет около 100 км, а с запада на восток около 60. Воложинский район граничит с Молодеченским, Минским, Дзержинским, Столбцовским, Ивьевским, Ошмянским и Сморгоньским районами. Стобцовский в свою очередь с Воложинским, Дзержинским, Узденским, Копыльским, Несвижским, Кореличским, Новогрудским и Ивьевским. Районы пересекают такие реки как Неман, Западная Березина, Ислочь, Волма, Сула.

Оценивая физико-географическое положение Воложинского и Столбцовского районов, стоит отметить, что они полностью входят в состав Восточно-Европейской платформы - устойчивой тектонической структуры. Амплитуды абсолютных высот составляют до 140 метров.

Равнинный рельеф с чередованием равнин и возвышенностей в целом благоприятный для сельскохозяйственной деятельности.

Для территории данных районов характерен умеренно влажный переходный от морского к континентальному климат с относительно теплой зимой и летом. Отсутствие орографических преград позволяет проникать на территорию нетолько умеренному, но и арктическому и даже тропическому воздуху. В результате устанавливается неустойчивая погода, часто возникают опасные явления погоды: заморозки, засухи, град и др.

Благодаря достаточному увлажнению территория Воложинского и Столбцовского районов характеризуется наличием достаточно густой речной сети. Также по территории районов проходит водораздел между Балтийским и Черным морем.

Географичческое положение обуславливает развитие дернового и подзолистого процессов почвообразования, благодаря которым сформировались зональные дерново-подзолистые почвы, которые сожержат малое количество гумуса (1,5-2 %). Равнинность рельфа в центральной и южной части рассмариваемых районов обусловили распространение в разной степени заболоченых почв.

Природный растительный покров занимает около 65 % территории двух районов и представлена зональной лесной растительностью (около 40 %), интрозональной луговой и азональной болотной.

Рельеф: территория Воложинского и Столбцовского районов по геоморфологическому районированию входит в область возвышенностей и равнин Центральной Беларуси. Данная область протягивается с запада на восток (от Гродненской возвышенности до восточной границы респуб лики) на 540 км. Расстояние с севера на юг - 230 км. Наиболее заметной орографической особенностью является система возвышенностей Бело русской гряды, дугообразно вытянутых с юго-запада на северо-восток. В пределах возвышенностей расположены максимальные высоты Рес публики Беларусь, превышающие 300 м над уровнем моря. Здесь прохо дят участки Черноморско-Балтийского водораздела Восточно-Европей ской равнины. Общая площадь возвышенностей, ограниченная изогип сой 200 м, занимает основную территорию геоморфологической области.

Возвышенности в центральной части республики отличаются типично выраженным грядово-холмистым и крупно-холмисто-ували стым рельефом краевых (фронтальных) образований, сложенных сугли нистым завалуненным моренным материалом, который перемежается с супесчаными и песчаными разностями. Значительную роль в их оформ лении сыграли гляциодислокации и отторженцы. Возвышенности раз делены обширными равнинными и низинными пространствами водно-ледникового и озерно-ледникового происхождения, сложенными песча ным и песчано-галечниковым материалом.

В отличие от территории Белорусского Поозерья рельеф центральной части республики характеризуется не только относительной древностью, но и ее внешними особенностями. Эти черты выражены в ряде признаков денудации, эрозионного расчленения, выполаживания поверхности. Их сочетания придают возвышенностям монолитный характер со сположенными вершинами, крутыми склонами, расчлененными речными долинами. Признаки денудации нарушаются на участках озово-камового рельефа, как правило, насаженного на моренное основание, образующего куполообразные холмы типа сопок. Относительные превышения здесь достигают нескольких десятков метров.

Долины рек, наоборот, хорошо разработаны, террасированы. Они разделяют возвышенности на морфологические участки - узлы. Долины рек, дренирующих равнинные территории, характеризуются значительной шириной пойм и террас, создающих вытянутые полосы аллювиальных отложений.

Восточную и северо-восточную часть Воложинского района занимает Минская краевая ледниковая возвышенность. Район вытянут с севера на юг от верховьев Березины (днепровской) до верховьев Немана на расстоянии более 150 км. Морфологическая и генетическая связь Минской возвышености с Ошмянскими грядами на западе выражена в амфитеатре краевых ледниковых комплексов, образующих дугу длиной 250 км. Границами района служат равнины и низины: Нарочанская, Верхнеберезинская, Центральноберезинская, Столбцовская.

Сложность строения, большие абсолютные и относительные высоты в пределах Минской возвышенности создают признаки вертикальной геоморфологической дифференциации.

Большую часть Столбцовского района и южную часть Воложинского района занимает Столбцовская моренная равнина. Она расположена в верховье Немана между Минской возвышенностью на севере и Копыльскими грядами на юге. Западная граница совпадает с Новогрудской возвышенностью, восточная - с Пуховичской равниной. С севера на юг район простирается на 45 км, с запада на восток на 50 км.

В современном рельефе преобладают высоты 170-200 м, на западе они достигают 210-216 м. Основная часть представлена сожской моренной равниной с относительными превышениями до 5-7 м. Вдоль речных долин расчленение увеличивается (бассейн р. Уши), появляются участки холмистого рельефа, а вблизи г. Столбцы - краевые ледниковые образования со среднехолмистой поверхностью и относительными высотами более 10 м. Здесь же обнаружены гляциодисло кации и меловые отторженцы.

Восточная и юго-восточная окраины района представлены водно-ледниковой равниной. В междуречье Уши и Немана ее плоско-волнистая, иногда мелкохолмистая поверхность разнообразится эоловыми формами. Высота дюн достигает 5-8 м, отмечаются также участки развеваемых песков (д. Николаевщина). Распространение получили заболоченные котловины - остатки озерно-ледниковых водоемов.

Район дренируется многочисленными небольшими реками верхнего Немана: Уша, Уса, Лоша, Неманец. Русла некоторых канализованы. Долины имеют значительную величину, широкие поймы заболочены. Склоны пологие, на отдельных участках изрезаны эрозионными рытвинами. Густота расчленения около 0,4 км/км2, реже - 0,6-0,8 км/км2.

На территориях Столбцовского и Воложинского районах преобладают дерново-подзолистые на моренных и водно-ледниковых супесях и дерново-подзолистые на песках почвы. Они являются благоприятными для выращивания зерновых культур.

Антропогенная деятельность: равнинная в целом поверхность Столбцовского и Воложинского района, за исключением восточной и северо-восточной части Воложинского района отличается рядом специфических черт, которые находят выражение в качестве экологических факторов.

Холмисто-моренный рельеф Минской возвышенности, на которой располагается значительная часть Воложинского района отличается разнообразием орографического рисунка, высокими показа телями холмистости, завалуненностью моренных суглинков. Особенности рельефа и локаль ное размещение пахотных участков вызывают усиление плоскостной эрозии. Сильно эродированные земли на участке Минской возвышенности Воложинского района составляют до 15-20 %. Здесь моренные гряды и холмы нередко увен чиваются камами, образуя местные водоразделы, а глубина расчленения достигает 20-30 м. На этой территории на супесях и песках сохранились крупные лесные массивы.

Также значительную часть Воложинского и Столбцовского района занимают более низкие ярусы возвышенно стей, представленные склонами и обширными межхолмистыми про странствами с преобладанием моренных отложений; отлича ются положительными экологическими чертами. В значительной сте пени это выражается в высокой (30-40 %) распаханности территории и плотности сельского населения (около 20 человек на 1 км2). Несмотря на значительный плоскостной смыв и процессы линейной эрозии, порож денные хозяйственной деятельностью, средний размер пахотных угодий достигает 20-25 га.

На территории Стобцовского района дефляционно-опасных земель практически в 2 раза больше, чем Воложинском, а эродированы наобарот, в Воложинском в 2 раза больше чем в Столбцовском районе.

3.2 Термические и радиационные условия

Тепло - один из факторов внешней среды, необходимых для жизни растений. Переход среднесуточной температуры воздуха через 0, 5, 10 и 15°С определяет продолжительность, соответственно, безморозного периода, вегетационного периода, периода активной вегетации большинства сельскохозяйственных культур, а также периода возделывания наиболее теплолюбивых культур. Для сельского хозяйства практическое значение имеет длительность периодов с определенными температурами, при которых происходит вегетация растительности, так как это позволяет правильно планировать время проведения основных сельскохозяйственных работ [13].

Территории исследуемых Воложинского и Столбцовского районов на ходится на западе Минской области и по термические условия являются близкими друг к другу, стоит лишь отметить, что Столбцовский район, находясь южнее Воложинского района, является относительно благополучнее. Безморозный период на территории рассматриваемых районов начинается, когда средняя суточная температура переходит через 0 єС в сторону повышения и разрушается снежный покров. Заканчивается безморозный период в первой половине ноября. Продолжительность его составляет для Столбцовского района 255-260 дней, для Воложинского 250-255 дней.

Начало и конец вегетации большинства растений определяется переходом средней суточной температуры воздуха через +5єС. Период с температурой выше 5єС начинается во второй половине марта - первой половине апреля, а заканчивается в конце октября - ноябре. Средняя продолжительность 200-210 дней.

Период с температурой выше 10єС является периодом активной вегетации. Он наступает в большинстве лет во второй половине апреля, а заканчивается в начале октября и продолжается около 150 в Воложинском районе и около 155 дней в Столбцовском [28].

Дни с температурой выше 15єС наступают во второй половине мая - начале июня, прекращаются в первой половине сентября. Продолжительность этого наиболее теплого периода - от 90 до 95 дней.

За период современного потепления изменились даты перехода и продолжительность периодов со среднесуточной температурой воздуха выше 0, 5, 10, 15 єС. Переход через указанные пределы происходит раньше весной и позже осенью. Больше всего увеличился период с температурами выше 0єС - в среднем для рассматриваемых районов на 33 дня (больше чем на месяц). Период с температурами выше 5єС в среднем увеличился на 10 дней, выше 10єС - на 8 дней. Наименьшие изменения произошли с периодом выше 15єС, увеличился он в среднем всего на 1 день.

Теплообеспеченность вегетационного периода на примере Столбцовского района определяется также суммой температур в различных пределах. Эффективные температуры используются для выражения потребностей растений в тепле. Эффективными называют средние суточные температуры воздуха, уменьшенные на величину биологического минимума, установленного для определенного периода развития растений [29].

Растения развиваются только в том случае, если средняя суточная температура воздуха превышает его биологический минимум.

Средние суммы эффективных температур по Столбцовскому району составляют 2037°С - за период с температурами выше 5°С, 1071°С - выше 10°С, 393°С - выше 15°С.

Средние суммы эффективных температур по Воложинскому району составляют 2024°С - за период с температурами выше 5°С, 1062°С - выше 10°С, 385°С - выше 15°С.

Изменения продолжительности периодов на территории Столбцовского и Воложинского района и их средних температур за период современного потепления привели к увеличению сумм эффективных температур. Максимальное увеличение характерно для сумм эффективных температур выше 5 и 10єС и составило в среднем 252 и 209єС соответственно. В период вегетации теплолюбивых культур - 148 єС.

Для территории Воложинского района, которая находится на границе центральной и северной агроклиматических областей, характерны достаточно благоприятные для развития сельского хозяйства агроклиматические условия.

Солнечная радиация играет значительную роль в жизнедеятельности растений. Она служит источником энергии, которую растения используют в процессе фотосинтеза для создания ими органического вещества. Поступление солнечной радиации определяется положением территории и зависит от высоты Солнца над горизонтом в различные сезоны года, а также продолжительности дня и облачности.

Суммарной радиацией называется общий приход солнечной радиации на земную поверхность. Среднее многолетнее значение суммарной солнечной радиации в Столбцовском районе за 1989-2010 гг - 3999 МДж/м2. Среднее многолетнее в теплый период (апрель-октябрь) - 3351 МДж/м2 (84 %), в холодный - 648 МДж/м2 (16 %).За рассматриваемый период наблюдаются годы с наибольшими и наименьшими показателями суммарной радиации. Минимальная суммарная радиация отмечалась в 1998г, когда составляла 3198 МДж/м2, максимальное значение - в 2005 и 2006 г, данный показатель превысил 4500 МДж/м2. В целом за последнее десятилетие значение суммарной радиации стало больше на 60 МДж/м2, в сравнении с периодом 1990-2000 гг.

Месячные суммы радиации имеют правильный годовой ход с максимумом в июле - 630-640 МДж/м2, и минимумом в декабре - 52-58 МДж/м2 . В марте по сравнению с предыдущими месяцами начинается резкое увеличение суммарной радиации. Это связано с ростом продолжительности дня и высоты солнца над горизонтом и частичным уменьшением облачности. В иные годы из-за облачности максимум радиации смещается на август, июль или май, а минимум на ноябрь, реже на май. На три летних месяца (май-июль) приходится около 47-49 %, а на три зимних (ноябрь-январь) - 5-6 % годовой суммы. От года к году количество солнечного тепла, приходящееся на тот или иной месяц, может значительно колебаться.

Соотношения между суммарной радиацией, альбедо и эффективным излучением определяет радиационный баланс: положительный или отрицательный [28]. Среднее многолетнее значение радиационного баланса региона от 1785 в Столбцовском районе и 1772 МДж/м2 (положительный) в Воложинском районе. Три-четыре месяца в году (ноябрь-февраль) характеризуются отрицательным радиационным балансом. В марте-мае величина радиационного баланса резко увеличивается в результате быстрого роста суммарной радиации. Затем рост месячных сумм замедляется. Максимальное среднее значение радиационного баланса приходится на июль от 352 до 362 МДж/м2. К осени он уменьшается и в ноябре становится отрицательным, достигая минимума в декабре -22-26 МДж/м2.

В динамике радиационного баланса за период 1989 - 2010 гг. прослеживается увеличение данного показателя на 28 МДж/м2 . За теплый период значение увеличилось на 123 МДж/м2, а за зимний уменьшилось на 95 МДж/м2. Это может быть связано с увеличением содержания промышленных аэрозолей в воздухе, а также с уменьшением солнечной активности. Максимальные - значения радиационного баланса (более 2000 МДж/м2) отмечались в 1995 и 2007 гг., минимальные (менее 1600 МДж/м2) - в 1998-1999 гг.

Одним из важнейших факторов продуктивности сельскохозяйственных растений является фотосинтетически активная радиация (ФАР). Около половины суммарной радиации составляет ФАР, которая является основным энергетическим потоком для растительности, так как именно ФАР используется для важнейшего физиологического процесса - фотосинтеза. В настоящее время ФАР рассчитывают по данным о прямой и рассеянной солнечной радиации:

УQФАР= 0,43 УS' + 0,57 УD, (3.1.)

где УQФАР - суммарная фотосинтетически активная радиация (Дж/м2); УS' - сумма прямой солнечной радиации на горизон тальную поверхность (Дж/м2); УD - сумма рассеянной солнечной радиации (Дж/м2).

В процессе фотосинтеза используется не весь спектр солнечной радиации, а только часть его, находящаяся в интервале длин волн 0,38-0,72 мкм, поэтому ее назвали ФАР. В процессе фотосинтеза для создания разнообразных органических веществ используется практически только 1-3 % ФАР [11].

При планирование сельского хозяйства, а в данном примере для выращивания зерновых культур, нужно учитывать температурные условия, условия увлажнения и радиационные ресурсы. И агроклиматические Столбцовского района можно оценить, как благоприятные для произрастания яровых культур, а именно сумма температур за вегетационный период выше 5C и 10C составляет 2645-2840 и 2330-2425 C, и на теплый период (апрель-октябрь) приходится 70% всей годовой суммы осадков - около 450-500 мм.

Однако значительные колебания погодных условий приводят временами к возникновению явлений, неблагоприятно отражающихся на развитии растений, а иногда к частичному их повреждению и даже полной гибели. К наиболее опасным явлениям погоды относятся: в теплый период - заморозки, засушливые явления, обильные ливневые осадки, часто сопровождаемые градом и шквалистыми ветрами, продолжительные дождливые периоды, ухудшающие состояние растений из-за переувлажнения почвы; в холодный период года - оттепели, сильные морозы, притертая ледяная корка; в ранневесенние периоды - вымокание, выпревание и др.

Начало весенних процессов (разрушение устойчивого снежного покрова, оттаивание почвы) связывают с устойчивым переходом средней суточной температуры воздуха через 0C в сторону повышения. Эти процессы начинаются в середине третьей декады марта. В отдельные годы (1 раз в 10 лет) они могут наблюдаться на 15-17 дней раньше или позже средних дат. Заканчивается теплый период переходом температуры воздуха через 0C осенью (конец второй декады ноября). Общая продолжительность периода с температурой выше 0C составляет 250-260 дней, сумма температур - 2650C.

Снеготаяние на территории изучаемых районов происходит в течение марта, завершается в середине марта. В холодные и поздние весны снежный покров может удерживаться до 10 апреля. В годы с ранними веснами, особенно в последнее десятилетие XX века, снеготаяние наступает в январе-феврале.

Весенний период характеризуется устойчивым переходом средней суточной температуры воздуха через 0єС. В Воложинском и Столбцовском районах этот период начинается около 25-31марта. Период от перехода температуры воздуха через 0єС до перехода ее через 5єС тепла по существу является предвесеннем, так как в течение этого периода происходит интенсивное таянье и ликвидация снежного покрова. После схода снежного покрова начинается оттаивание почвы. Интенсивность оттаивания определяется, главным образам температурой воздуха. Полное оттаивание почвы завершается обычно в середине апреля. Весна начинается около 15 апреля, с момента перехода температуры воздуха через 5єС тепла. Продолжительность весны 30-40 дней. В отдельные годы весны бывают холодные, с частыми возвратами холодов, выпадением снега, долго не прекращающимся заморозками. Если весна сухая и ветреная, то наблюдаются большие потери почвенной влаги. Поздняя весна бывает дружной, теплой и короткой. В такую весну складываются мене благоприятные условия для пополнения почвенной влаги, чем в затяжную, так как быстро тающий снег плохо усваивается почвой, значительная часть талых вод стекает и испаряется, а осадков выпадает меньше. В дружные весны полевые работы можно начинать через 7-10 дней после схода снежного покрова, а в затяжные - через 40-45 дней.

Начало вегетационного периода (переход температуры воздуха через 5С) весной обычно начинается во второй декаде апреля. Продолжительность вегетационного периода составляет 200-210 дней.

Мягкопластичное состояние почвы, определяющее начало проведения весенних полевых работ и обработки почвы наступает во второй декаде апреля. В дождливые и поздние весны созревание почвы происходит на 1,5-2 недели позже средних сроков. Почти одновременно с наступлением мягкопластичного состояния прогревается до 5С верхний десятисантиметровый слой почвы, что определяет возможность сева ранних яровых культур. Ко времени массового сева яровых культур на большей части территории влагозапасы в почве оптимальные и составляют в пахотном слое 45-50мм продуктивной влаги.

Период активной вегетации сельскохозяйственных растений начинается с переходом температуры воздуха через 10С - первая декада мая. Продолжительность периода со средними суточными температурами воздуха выше 10С составляет 150-155 дней. Суммы температур воздуха за этот период составляют 2200С. От продолжительности периода с температурой воздуха выше 10С, обеспеченности его теплом и влагой зависят рост и развитие большинства культур, их вызревание и урожайность. Полностью обеспечены теплом озимые (рожь, пшеница), яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес, гречиха,) горох, картофель, лен, капуста, свекла. Теплолюбивые культуры (кукуруза, огурцы, томаты), биологический минимум которых составляет 10-15С, не обеспечены теплом для полного вызревания, кроме раннеспелых сортов.

В целом можно отметить, что Столбцовский район, который имеет более южное положение имеет более благоприятные термические условия, чем Воложинский, что положительно сказывается на растениеводстве и в частности на выращивании яровых культур.

3.3 Условия увлажнения

Основным фактором для оптимального развития растений является влага. К агроклиматическим показателям обеспеченности растений влагой относятся суммы осадков и запасы продуктивной влаги в почве, определяющие урожайность сельскохозяйственных культур. Накопление запасов влаги в почве обычно начинается осенью (за счет осенних дождей), после прекращения осенней вегетации растений и заканчивается весной (за счет таяния снега), когда растения начинают вегетировать. В почву влага поступает и в другие периоды, но в меньшем количестве, чем она в это время расходуется [10].

Основным источником пополнения запасов влаги в почве являются атмосферные осадки. Изучаемые нами районы относятся к области неустойчивого увлажнения. В среднем за год на большей части территории выпадает чуть больше 700 мм осадков. По характеру выпадающих осадков год делят на два периода: теплый (апрель-октябрь), когда осадки выпадают преимущественно в жидком виде (в Столбцовском районе - 505 мм, в Воложинском 501 мм), и холодный (ноябрь-март), когда значительная их часть выпадает в твердом виде около 190 мм. На теплый период приходится около 70% всей годовой суммы осадков.

Наибольшее количество осадков на территории столбцовского района выпадает в июле - в среднем 105 мм. Значительное количество осадков выпадает также в июне - 75 мм и августе - 63 мм. В отдельные годы количество осадков сильно отличается от средних многолетних величин (рис. 3.10. - 3.12.).

Анализ выпадения осадков показал, что в последнее десятилетие характерен небольшой рост их количества. Максимальная сумма осадков в Столбцовском районе наблюдалась в 2009 г., когда составила 798 мм, а также в 2008 г. - 753 мм, минимальная - в 1995 году (468 мм). Засушливыми считаются периоды - 1994 - 1997 гг. и 2001 - 2004 гг. Но в целом годовые суммы осадков за период 1989-2009 гг. отклоняются в сторону уменьшения от климатических норм 1881-1990 гг. - на 3 мм.

Количество осадков за холодный период увеличилось на 4 мм, за теплый уменьшилось - на 7 мм. Увеличилось количество осадков в январе, феврале, июне, сентябре - на 1мм, в марте - на 4 мм, в июле - на 10 мм (максимальное значение среди всех месяцев). Уменьшилось в апреле (7 мм), мае (4 мм), августе (6 мм), ноябре (1 мм), декабре (2 мм).

Большое влияние на рост и развитие растений оказывает влажность воздуха. Достаточное увлажнение за период интенсивного роста обеспечивает значительный прирост биомассы растений. Однако избыточно высокая влажность приводит к полеганию зерновых культур. В период цветения такая влажность воздуха препятствует нормальному опылению растений, в период созревания - подсыханию зерна и соломы.

Относительная влажность воздуха за теплый период в Столбцовском районе находится в пределах 66 - 82 %. Наименьшая относительная влажность за теплый период наблюдается в апреле и мае (65-68%), затем начиная с июня начинает возрастать от 69 до 74 %, в сентябре она достигает 79 %, в конце теплого периода (октябрь) она составляет 82 % [16].

Источниками атмосферной влаги в Столбцовском районе являются поверхностные воды, почва, растительный и снеговой покров.

Количественно испарение характеризуется скоростью (высота слоя воды - мм, испаряющейся в единицу времени). Скорость испарения с поверхности почвы зависит от ее температуры, влажности, физических свойств, рельефа, растительного покрова, влажности воздуха, скорости ветра и др. Солнечная радиация, прогревая поверхность почвы, значительно увеличивает скорость испарения. Ровная поверхность испаряет меньше, чем шероховатая. Чем влажнее почва, тем больше она испаряет. На возвышенности, где воздух более подвижен, испарение происходит быстрее, чем в низинах и ложбинах. Растительный покров, затеняя почву от солнечных лучей и ослабляя перемешивание воздуха, значительно уменьшает испарение непосредственно с почвы [7].

Для характеристики условий увлажнения и влагообеспеченности сельскохозяйственных культур данных об осадках недостаточно, так как увлажнение зависит не только от прихода, но и от расхода влаги, в том числе на непродуктивное испарение с поверхности почвы.

Для оценки условий засушливости в период роста и развития растений применяется гидротермический коэффициент Г. Т. Селянинова. Эта величина выражает отношение суммы осадков (УР) за период с температурой выше 10°С к сумме положительных температур (Уt) за этот же период, уменьшенной в 10 раз.

УР

ГТК = --- х10, (3.3)

Уt

Преимущество этого индекса - простота вычисления. Он удовлетворительно коррелирует с большим числом других индексов засушливости. Для территории Беларуси, относящейся к лесной зоне, период считается засушливым, если ГТК ? 0,7. Если ГТК превышает 2,0, то можно говорить об избыточном увлажнении территории [10].

Средний ГТК для Столбцовского района - 1,3. Наиболее высокие значения ГТК за период июнь-август принимал во влажные 1990, 1999 и 2006 гг. - более 1,7-1,8. Наименьшие значения ГТК в 1995, 1999 и 2005 гг - 0,9. Половина показателей находятся в пределах 0,2 - 1,2, половина - в пределах - 1,4 - 1,8, что характеризует увлажнение региона как неустойчивое.

Сумма осадков за период активной вегетации в Воложинском районе составляет в среднем 400-500 мм или около 70% годовой суммы осадков, сильно варьируя в отдельные годы. В Столбцовском районе сумма осадков за за период активной вегетации составляет в среднем 420-520 мм или около 70% годовой суммы осадков. На территории Воложинского района ГТК за период с температурой воздуха выше 10С колеблется от 1,6 до 1,8. В отдельные годы в зависимости от температуры воздуха и количества осадков значения ГТК сильно различаются.

Временная и пространственная неравномерность распределения осадков по территории обуславливает образование как засушливых явлений, так и избыточного увлажнения. Особенно опасны засухи в мае-июне в период интенсивного прироста растительности, формирования цветочных органов и зачаточного колоса у яровых и колошения у озимых. В некоторые годы озимые в критический период своего развития (выход в трубку - колошение) испытывают недостаток влаги. В этот период нормальное развитие растений обеспечивается при запасах продуктивной влаги от 100 до 200 мм в метровом слое. Яровые культуры значительно сильнее страдают от засушливых условий. В целом характерна большая повторяемость снижения урожайности от недостатка ресурсов влаги, чем от переувлажнения, холодной погоды, неблагоприятных условий уборки.

ГЛАВА 4. УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВЫХ КУЛЬТУР В ВОЛОЖИНСКОМ И СТОБЦОВСКОМ РАЙОНАХ

4.1 Динамика урожайности и влияние агрометеорологических условий на формирование урожайности яровых зерновых культур

Яровые культуры (яровой ячмень, овес, пшеница) занимают одно из ведущих мест в зерновом хозяйстве Беларуси. В 2010 году под посев яровых было отведено примерно 65% площадей от всех зерновых и зернобобовых культур. Наибольший удельный вес среди посевов яровых занимает ячмень- около 70%. В целом по республике и ее регионам, несмотря на трудности в сельском хозяйстве, урожайность яровых за последние годы остается на уровне 20-25 ц/га. Вместе с тем урожайность яровых, как и озимых, подвержена существенным колебаниям по годам, причем, повторяемость (частота) таких колебаний у яровых значительно выше, чем у озимых. Это объясняется большей подверженностью яровых культур воздействию неблагоприятным погодным условиям в течении периода вегетации, особенно в период закладки и формирования колоса [21].

В целом для территории Беларуси вклад климата в общую дисперсию урожайности для яровых культур колеблется от 5 до 81%. Общая изменчивость урожайности ярового ячменя в большей степени обусловлена климатическими условиями. В Воложинском районе, например, общая изменчивость урожайности ярового ячменя на 56% определяется влиянием климатических условий, а в Столбцовском районе на 50% [13].

Если сравнивать Воложинский и Столбцовский районы, то климатическая изменчивость урожайности ярового ячменя будет в больше в Воложинском районе.

Приведенные оценки климатической изменчивости урожаев ярового ячменя хорошо согласуются с климатическими особенностями территорий (достаточное количество осадков и умеренные температуры в Воложинском и Столбцовском районах). Однако по этим данным нельзя судить о величинах изменения урожайности в отдельные годы под влиянием сложившихся условий погоды.

Этот вопрос представляет особый интерес, так как его решение позволяет использовать полученные результаты в практике агрометеорологического прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур и перспективном планировании производства зерна.

Изменчивость урожайности есть следствие отличительных особенностей погоды и климата, а значит и продуктивности растений. Это объясняется тем, что по мере продвижения на восток и трансформации воздушных масс снижается их влагосодержание, что приводит к увеличению засушливости территории. Территория Столбцовского и Воложинского района относится к Западной подобласти, которая находится ближе к Атлантическому океану, что способствует большей увлажненности ее территории. Здесь общее число дней с осадками (0.1 мм и более) в году на 10-15 дней больше, чем, например, в Могилевской области. Так же амплитуда колебания температур меньше, по сравнению с Могилевской областью, что способствует более высокой урожайности. В целом же, за последнее двадцатилетие отмечено изменение климатических показателей в сторону потепления, это повлекло за собой увеличение урожайности как на всей территории республики, так и для территории рассматриваемых нами районов, где в последние годы урожайность составляет 25-29 ц/га.

Вопрос учета изменения и использования агроклиматических ресурсов крайне остро стоит в сельскохозяйственном производстве, наиболее сильно подверженном влиянию метеорологических факторов. Получение высоких и устойчивых урожаев, сведение к минимуму зависимости продуктивности сельскохозяйственного производства от погоды возможно только на основе высокой культуры земледелия, всесторонне учитывающей и полностью использующей агроклиматические ресурсы территории республики.

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.