Агрометеорологическое обоснование потребности в орошении и защите плодовых насаждений в горном садоводстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова

Агрометеорологическое обоснование потребности в орошении и защите плодовых насаждений в горном садоводстве

доктор наук, профессор Хажметов Лиуан Мухажевич

Аннотация

В работе проанализированы почвенно-климатические условия ведения горного садоводства на Северном Кавказе с целью обоснования необходимости проведения орошения и защиты плодовых насаждений. Показано, что территория данного региона в значительной степени подвержена влиянию различных неблагоприятных метеорологических факторов, оказывающих вредное действие на развитие плодовых насаждений. Показано, что наиболее эффективным способом защиты плодовых культур от засух, суховеев, заморозков и оттепелей является дождевание

Северный Кавказ находится в южной части умеренного климатического пояса, при этом территория центральной части Северного Кавказа получает значительные суммы солнечной радиации, что определяет обилие солнечного света и тепла.

Климат центральной части Северного Кавказа формируется под влиянием таких основных климатообразующих факторов как географическая широта, рельеф местности, направление господствующих ветров, подстилающая поверхность и др. Взаимосвязь и взаимодействие этих факторов определяет существование в регионе большого разнообразия природы: от жарких сухих степей на северо-востоке и востоке, до вечных снегов и ледников на западе и юго-западе в высокогорьях Большого Кавказа.

Однако рельеф местности и особенности циркуляции воздуха вызывают существенные различия в суммарной солнечной радиации, получаемых разными районами данного региона.

Сложный пересеченный рельеф - система продольных и поперечных хребтов Большого Кавказа, большое количество долин, ущелий, котловин - создают сложную циркуляцию воздуха в горной части региона [1-4].

На большой части территории центральной части Северного Кавказа средняя годовая скорость ветра в основном не превышает 1.5 … 3 м/с, что является результатом защитного влияния хребтов системы Большого Кавказа.

Однако большие повреждения садоводству наносят сильные ветры скоростью более 15 м/с. В горной части количество дней с сильным ветром зависит от макрозащищенности.

Не велико число дней в году с сильным ветром в горных долинах 2 … 7, по мере выхода на предгорные наклонные равнины число дней с сильным ветром увеличивается до 10 … 25 дней.

Ветры скоростью более 10 м/с приносят вред садам, они ломают ветки, сбивают плоды, сдувая снег, увеличивают глубину промерзания почвы [5, 6]. Для плодовых деревьев полезно умеренное проветривание в саду.

Рельеф местности и подстилающая поверхность в большей степени влияют на ветровой режим территории. В результате неравномерного нагрева долин и склонов гор возникают горно-долинные ветры. Днем ветер дует вверх по долине - долинный ветер, а ночью - вниз по долине - горный ветер. Суточная периодичность горно-долинных ветров выражено наиболее ярко в летний и осенний периоды. Форма рельефа в основном определяет направление горно-долинных ветров. На выпуклых элементах рельефа скорость ветра увеличивается, а на вогнутых уменьшается.

Характерной особенностью горных районов являются фёны - непериодичиские нисходящие ветры, спускающиеся с гор [1]. Обычно фён сопровождается значительным повышением температуры воздуха и понижением относительной влажности воздуха. На Северном Кавказе они чаще всего наблюдаются в зимне-весенний периоды и оказывают неблагоприятное влияние на плодовые деревья. Фёны в зимний период вызывают оттепели. При отсутствии снежного покрова за зиму в среднем насчитывается 38 дней с оттепелями, причем два дня из них ежегодно могут быть со среднесуточной температурой и выше. Это наиболее опасные оттепели, так как при температуре воздуха происходит возобновление вегетации зимующих культур и набухание почек у плодовых деревьев. Последующее понижение температуры воздуха может повредить тронувшиеся в рост растения. Число дней с оттепелями со среднесуточной температурой от до в этом регионе составляет 24. Это наиболее опасные оттепели.

Для урожая плодовых насаждений существенную роль играют условия зимнего периода. Низкие температуры воздуха могут вызывать повреждения надземной части деревьев.

На большей части территории центральной части Северного Кавказа минимальные температуры - 25С наблюдаются не чаще 1-3 раз в 10 лет, выше 800 м над уровнем моря - 4-5 раз, а - 30С и ниже - 1 раз в 10-20 лет: в горных районах выше 1500м над уровнем моря вероятность таких морозов возрастает соответственно от 25… 50 до 70 %. Поэтому опасность зимних повреждений плодовых культур в горных районах больше.

Повреждения корневой системы плодовых насаждений зависят от привитого сорта и как правило в республиках Центральной части Северного Кавказа такие повреждения не наблюдаются.

Не менее важен и период после зимовки. В предвесенний период плодовые деревья могут повреждаться в результате резкого колебания ночных и дневных температур и смены морозных и оттепельных периодов.

Для выхода косточковых и семечковых пород из состояния вынужденного покоя и активизации ростовых процессов требуется сумма эффективных температур выше 5С, около 30С. В этом случае при возвратном похолодании до - 10С и ниже повреждения ограничиваются гибелью цветочных почек. горный садоводство кавказ дождевание

При более интенсивном накоплении тепла (более 50С) возвратное похолодание - 8-10С может вызвать повреждение прироста и даже многолетней древесины.

Резкие колебания температур могут вызвать ожоги плодовых культур. Поэтому в целях предотвращения неблагоприятных явлений природы применяются различные меры защиты: побелка стволов и основание скелетных ветвей, окучивание штамбов деревьев землей, дождевание.

Заморозки в горах имеют тесную связь с процессами стока и скопления холодного воздуха, и поэтому, сроки их начала и конца в большой степени зависят от типов рельефа, различающихся по степени дренажа холодного воздуха и характеру местной циркуляции.

На сроки и интенсивность заморозков на почве, кроме орографических факторов, влияют и другие, более динамичные, изменяющиеся в течение года, суток. К ним относятся: влажность почвы, характер растительности, цвет и плотность подстилающей поверхности и т.д.

Условие летнего периода в значительной степени определяют рост плодовых почек под урожай будущего года и устойчивость деревьев к зимним условиям.

Почвенная влага является одним из решающих факторов выращивания плодовых культур, так как от наличия доступной влаги зависит рост и развитие, а также продуктивность растений [7-19].

Поскольку в естественных условиях источником пополнения запасов влаги в почве являются атмосферные осадки, то в связи с этим, большой интерес представляет знания их распределения по годам, а также на более короткие периоды (период вегетации, месяцы, декады).

Увлажнения территории зависит не только от количества выпадающих осадков, но и от того, сколько их уходит на испарение. Чем выше температура и дефицит влажности воздуха, тем больше осадков испаряется.

Исследования, проведенные в предгорной зоне Кабардино-Балкарии, показали, что нарушения баланса между приходом и расходом влаги приходится на середину интенсивного роста плодовых культур, продолжительность его составляет от 10 до 20 дней в июне месяце. Осадки в этот период выпадают в незначительном количестве, которые не имеют увлажнительного эффекта для почвы, а удерживаются, как правило, кроной плодовых деревьев. О потенциальной испаряющей способности климатических факторов в этот период можно судить по величине испаряемости, которая превышает сумму осадков в 3 … 4 раза (8 мм осадков против 33 мм испаряемости). Второй период совпадает со второй фазой интенсивного роста надземной части и налива плодов (июль - август). Этот период имеет большую продолжительность порядка 20 … 40 дней. Особенностью этого периода является возникновение атмосферной засухи, т.е. в это время преобладает высокая температура воздуха (до 35⁰С) и низкая относительная влажность (до 20…30%). Величина испарения в этот период значительно выше, чем в первом периоде. Кроме того, фёны (горно-долинные ветры), наблюдаемые в этот период, также способствуют большому расходу влаги на транспирацию и испарение.

Для снятия отрицательных стрессов для плодовых деревьев в эти периоды необходимо проводить освежительное или увлажнительное дождевание.

Таким образом, наибольшее испарение влаги происходит в течение вегетационного периода. В это же время выпадает большая часть осадков. Однако их количество и неравномерное распределение в течение вегетационного и отдельных коротких периодов, приводит к нарушению водного баланса, образованию дефицита почвенной влаги и снижению продуктивности плодовых деревьев в целом. Причиной тому является не только количественная сторона фактора естественного увлажнения, но и его качественный показатель.

Известно, что почвоувлажнительным эффектом обладают осадки равные и большие 10 мм. Так, например в предгорной зоне среднее многолетнее число дней с осадками за вегетационный период составляет 69,5 дней.

Преобладающими типами по характеру распределения интенсивности дождя на территории предгорной зоны являются осадки равные и меньше 5мм, которые составляют в сумме 77,6% от всех осадков.

Как правило, эти осадки увлажняют лишь верхние слои почвы, но в сочетании с осадками равными и большими 10 мм способны поддерживать влажность почвы на склонах северной и прилагающих экспозициях на уровне 80…85% НВ.

Осадки больше 10 мм выпадают в виде ливней, которые наносят значительный ущерб садоводству.

При ливне наблюдаются сбивание цветов и плодов, поломка и обрыв веток, листьев др. На склонах в результате больших потоков воды, образующих при ливне, наблюдаются глубокие размывные полосы; на грунтовых дорогах и террасах образуются размоины [20-25]. Следствием ливней бывает неполное опыление в период цветения плодовых насаждений. Продолжительность ливневых дождей, как правило составляет 2…12 ч (при интенсивности больше 0,45 мм/мин). Наиболее вероятны ливни от 30 до 50 мм, на их долю приходится около 70…75% общего числа всех ливней.

Иногда ливневые осадки сопровождаются выпадением града. По степени наносимого ущерба градобитие занимает второе место после ливневых осадков. Град наблюдается в теплую половину года, чаще всего в мае-июне, июле-августе. На преобладающей части территории среднее число дней с градом за теплый период составляет 0,3…0,6, в предгорьях оно увеличивается до 0,6…2,6.

Для защиты плодовых насаждений от града применяются различные конструкции пленочных покрытий и противоградовые комплексы: артиллерийские и ракетные «Облако-М», GUB-М, и «Алазань-2М» [26-28].

В настоящее время возобновила свою работу противоградовая служба в центральной части Северного Кавказа, которая вносить существенный вклад в защиту плодовых насаждений от градобития.

В перераспределении осадков в горной местности заметную роль играют рельеф и направление ветров. На высоких хребтах расположенных на пути ветра, приносящего с собой влагу, значительная часть осадков выпадает на наветренной стороне, образуя «ливневые оазисы», а за хребтом с подветренной стороны - «дождевые тени». На Северном Кавказе в зону «дождевые тени» входит горно-степной район, лежащий в складке между Черными и Скалистыми горами. В этой зоне выпадает 300…500 мм осадков, тогда как на склонах Черных гор выпадает 900 мм осадков, а на Главном Хребте 800…1000мм.

На количество осадков оказывают влияние экспозиция и крутизна склонов. Части склона расположенные навстречу ветру получают больше осадков, чем склоны противоположного направления. Чем круче подветренный склон, тем меньше на него выпадает осадков.

Условия произрастания плодовых культур в горных районах в значительной степени определяются рельефом местности. Рельеф считается ведущим фактором, главным элементом которого являются склоны. В горных условиях плодовые деревья в пределах небольшой территории, но с неодинаковой конфигурацией, встречают различный комплекс климатических и природных факторов. Каждый из них в отдельности или в сочетании с другими специфически воздействует на плодовые насаждения.

Склоны южной и смежных экспозиций в горных районах получают больше солнечной радиации, они лучше освещены, являются более теплыми и в то же время менее увлажненными, чем противоположные склоны.

Существенное влияние на плодовые насаждения на склонах оказывает колебание температурного фактора. На склонах, обращенных к югу и востоку, значительно увеличивается повреждаемость штамбов и скелетных ветвей солнечными ожогами. На склонах южной экспозиции деревья сильнее повреждаются морозами.

Проведенная агрометеорологическая оценка показала, что территория республик центральной части Северного Кавказа в значительной степени подвержена влиянию различных неблагоприятных метеорологических факторов, оказывающих вредное действие на развитие плодовых насаждений. Основными из них являются ливневые осадки, град, засухи и суховеи, заморозки, оттепели и т.д.

Таким образом, хотя полоса холмов и отрогов гор в высотном поясе 450…650 м над уровнем моря является микрозоной с экологическим оптимумом для плодовых культур, получение устойчивых и высоких урожаев плодов возможно только при разработке соответствующих мер по защите плодовых насаждений от неблагоприятных метеорологических факторов (засух, суховеев, заморозок и т.п.). Анализ агрометеорологических условий произрастания плодовых культур в центральной части Северного Кавказа и способов их защиты от неблагоприятных метеорологических факторов показал, что наиболее эффективным способом защиты плодовых культур от засух, суховеев, заморозков и оттепелей является дождевание.

Список литературы

1. Шекихачев Ю.А. Механико-технологическое обоснование технических средств для ухода за почвой террасированных склонов в условиях горного садоводства (на примере центральной части Северного Кавказа) / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Нальчик, 2001. - 424 с.

2. Шекихачев Ю.А. Системный подход к проблеме повышения устойчивости склоновых земель // NovaInfo.Ru. - 2016. - № 43. - С. 59-62.

3. Шекихачев Ю.А. Обоснование геометрических параметров террас в горном и предгорном садоводстве / NovaInfo.Ru. - 2016. - Т. 2. - № 42. - С. 10-13.

4. Кушаева Е.А., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М. Классификация орошаемых земель в зависимости от уклона / Символ науки. - 2015. - № 9-1. - С. 90-92.

5. Шекихачев Ю.А., Каскулов М.Х., Пазова Т.Х. О влиянии ветра на характер движения и размеры дождевых капель / Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Московского государственного агроинженерного университета им. В.П. Горячкина «Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики».- Москва, 2000.- С. 124-128.

6. Шомахов Л.А., Хажметов Л.М., Шекихачев Ю.А., Богатырева А.Э. Математическая модель траектории движения дождевальной струи на горном склоне с учетом ветра / Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2009. - № 20. - С. 284-287.

7. Цымбал А.А., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М., Губжоков Х.Л., Бекалдиев P.P. Совершенствование опрыскивателей для горного садоводства / Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - № 1. - С. 3-5.

8. Цымбал А.А., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М., Губжоков X.Л., Унежев Д.X. Оптимизация параметров пневмоакустического распылителя жидкости / Тракторы и сельхозмашины. - 2007. - № 11. - С. 29-32.

9. Сасиков А.С., Цымбал А.А., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М., Яхтанигов М.А. Оптимизация параметров и режимов работы комбинированной установки для ухода за кронами плодовых деревьев на горных склонах / Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 5. - С. 32-34.

10. Афасижев Ю.С., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М. Оптимизация качественных показателей дискового распылителя штангового опрыскивателя / Доклады Адыгской (Черкесской) Международной академии наук. - 2011. - Т. 13. - № 2. - С. 103-104.

11. Шекихачев Ю.А., Шомахов Л.А., Хажметов Л.М., Твердохлебов С.А., Бербеков В.Н., Афасижев Ю.С. Математическое моделирование траектории движения капли жидкости с поверхности вертикально вращающегося дискового распылителя / Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2011. - № 72. - С. 33-44.

12. Афасижев Ю.С., Бербеков В.Н., Хажметов Л.М., Шекихачев Ю.А. / Оптимизация режима работы штангового садового опрыскивателя с дисковыми распылителями / Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2013. - № 1. - С. 29-32.

13. Кушаева Е.А., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М. К вопросу совершенствования дождевальных аппаратов для полива склонов / Символ науки. - 2015. - № 9-1. - С. 87-89.

14. Сасиков А.С., Хажметов Л.М., Шекихачев Ю.А. Математическое моделирование процесса обработки кроны плодового дерева комбинированной установкой / Символ науки. - 2015. - № 11-1. - С. 50-53.

15. Сасиков А.С., Хажметов Л.М., Шекихачев Ю.А. Обоснование конструктивно-технологической схемы комбинированной установки для ухода за кронами плодовых деревьев / Символ науки. - 2015. - № 11-1. - С. 47-50.

16. Губжоков Х.Л., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М. Ультрамалообъемный опрыскиватель с пневмоакустическими распылителями / В сборнике: Научные открытия в эпоху глобализации // Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор Сукиасян Асатур Альбертович. - 2015. - С. 30-32.

17. Губжоков Х.Л., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М. Анализ факторов, влияющих на параметры пневмоакустического распылителя жидкости / В сборнике: Научные открытия в эпоху глобализации // Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор Сукиасян Асатур Альбертович. - 2015. - С. 29-30.

18. Апажев А.К., Шекихачев Ю.А., Фиапшев А.Г. Анализ факторов, влияющих на технологический процесс орошения склоновых земель / Символ науки. - 2016. - № 2-2. - С. 12-14.

19. Апажев А.К., Шекихачев Ю.А., Фиапшев А.Г. Обоснование конструктивно-технологической схемы дождевального аппарата для орошения склоновых земель / Новая наука: современное состояние и пути развития: Международное научное периодическое издание по итогам международной научно-практической конференции (09 апреля 2016 , г. Оренбург). - ч.3. - Стерлитамак: РИЦ АМИ, 2016.- С. 3-4.

20. Шекихачев Ю.А. Классификация видов водной эрозии // NovaInfo.Ru. - 2016. - № 43. - С. 18-21.

21. Апажев А.К., Шекихачев Ю.А., Фиапшев А.Г. Анализ факторов, влияющих на возникновение и развитие эрозионных процессов на склоновых землях / Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 21-23.

22. Шекихачев Ю.А., Карагулов М.Д., Бороков Л.М. Влияние метеорологических факторов на процесс разрушения почвы террасированных склонов / В сборнике: Теоретические и практические аспекты развития научной мысли в современном мире // Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор: Сукиасян Асатур Альбертович. - 2015. - С. 94-96.

23. Шекихачев Ю.А., Пазова Т.Х., Шекихачева Л.З. Моделирование процесса водной эрозии на склоновых землях Кабардино-Балкарской республики / Наука и Мир. -2014. - Т. 1. - № 2 (6). - С. 193-194.

24. Шекихачев Ю.А., Пазова Т.Х., Шекихачева Л.З. Расчет минимальной скорости склонового стока / Наука и Мир. - 2014. - Т. 1. - № 3 (7). - С. 219-222.

25. Шомахов Л.А., Шекихачев Ю.А., Балкаров Р.А. Машины по уходу за почвой в садах на горных склонах / Садоводство и виноградарство. - 1999. - № 1. - С. 7.

26. Бербеков В.Н., Хажметов Л.М., Шекихачев Ю.А., Быстрая Г.В., Губжоков Х.Л.Интегрированная система и технические средства химической защиты яблони в горных садоландшафтах. - Нальчик, 2005. - 55 с.

27. Шомахов Л.А., Бербеков В.Н., Хажметов Л.М., Шекихачев Ю.А. Ресурсосберегающие технологические процессы и технические средства защиты плодовых насаждений от неблагоприятных метеорологических и агробиологических факторов / Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2012. - № 3. - С. 178-184.

28. Губжоков Х.Л., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М. Интегрированная система защиты плодовых культур в горных садоландшафтах / В сборнике: Научные открытия в эпоху глобализации // Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор Сукиасян Асатур Альбертович. - 2015. - С. 27-29.

Размещено на Allbest.ru