Адаптація систем землеробства на півдні України до змін клімату

19 March, Розділ Рослинництво, переглядів 7 905

В останні роки спостерігаються істотні зміни клімату, що вимагає розробки і удосконалення існуючих систем ведення землеробства, які найбільш повно відповідають кліматичним умовам, що зараз склалися. Починаючи з 1970-х років посухи ставали тривалішими та охоплювали значні території. В цей період відзначалися зміни частоти екстремальних температур. Почастішали жаркі дні і ночі та гарячі атмосферні хвилі.

Протягом останнього часу проведено досить значний обсяг досліджень з вивчення впливу змін клімату в степовій зоні на продуктивність сільськогосподарських культур. Вони засвідчують, що при подальшому застосуванні традиційної системи ведення землеробства в регіоні може відбутися значне зниження продуктивності сільськогосподарських культур. З метою подолання негативних явищ, пов’язаних зі змінами клімату в регіоні, пропонується ряд заходів, спрямованих на адаптацію землеробства до нових умов.

Однак, незважаючи на це, оцінка впливу зміни клімату в степовій зоні потребує подальшого узагальнення і розробки заходів з адаптації землеробства до можливих змін.

Аналіз кліматичних змін нами було проведено за даними інструментальних спостережень метеостанції Херсон, яка розташована в центральній частині південного Степу.

Він свідчить, що в цілому за 135 років середньорічна температура повітря зросла на 0,9 оС. При цьому, найбільше підвищення температури відбулось у зимовий період – грудень-січень – 2,0 і 1,9 оС, а серед літніх місяців – у серпні – на 1,6 оС. Також слід відмітити, що температура впродовж цього періоду має тенденцію до коливання з періодом 30-40 років. За останні 20-30 років практично в усі місяці відбувалось стрімке збільшення температури повітря.

Теплий період має чітку тенденцію до підвищення середньомісячних температур з амплітудою їх збільшення від 0,3 до 2,5 оС протягом 10 років.

Зимовий період за цей час скоротився в середньому з 133 днів (1882-1930 рр.) до 59 (1981-2015 рр.), а за останні 10 років середня тривалість зими зменшилась до 40 днів. Період зимового спокою озимих культур скоротився на три тижні.

Середньорічна температура повітря за останні 50 років з 1968-1970 по 2011-2017 роки зросла з 9,6 до 11,4 ºС, тобто на 1,8 ºС Найбільше зростання температури повітря відбулося у другій половині літа – в липні і серпні – на 2,4 та 3,3 ºС відповідно. Досить помітним є також підвищення температури повітря у вересні і жовтні – на 2,0 і 1,4 ºС. Дещо меншим воно було в весняний період. Так, у березні воно становило 2,3 ºС, а у квітні – 0,5 ºС.

Підвищення температури повітря за цей період призвели до збільшення надходження тепла за вегетаційний період. Так, сума позитивних температур за цей період зросла на 735,9 ºС, а ефективних вище 5 ºС – на 673,4. Особливо помітним це зростання відбулося за останні 10-12 років.

Поряд з тим чіткої спрямованості змін опадів за рік, аналізуючи той самий період, не простежується. Якщо взяти їх по п’ятирічних блоках, то вона знаходиться переважно на рівні 463 – 487 мм, з коливанням від 376,6 мм у 1991-1995 рр. до 542,8 мм у 1976-1980 рр. Можна відмітити також істотне зменшення кількості опадів у останні роки – 314,4 мм у 2011 р., 369,9 мм у 2012 р., 332,9 мм у 2013, 363,5 мм у 2014 році та 310,0 мм у 2017 році, тобто на 31,2% при середньорічній кількості за 40 років 429,1 мм. Слід також відмітити істотне зменшення кількості опадів у квітні (майже в два рази) та вересні (на 17-62 %). При цьому за останній період збільшилась частка опадів зливового характеру, що призводить до значних їх втрат за рахунок стоку в понижені місця.

В наслідок підвищення температури повітря в літній період і зменшення кількості опадів дефіцит водоспоживання істотно зріс, що посилило посушливість клімату в регіоні.

Представлений аналіз агрокліматичних показників свідчить про те, що в південному Степу відбулося істотні їх зміни, які проявляються в наступному:

– підвищується середньодобова річна температура повітря, особливо в другій половині літа;

– збільшується надходження теплових ресурсів у зв’язку зі зростанням тривалості вегетаційного періоду та суми активних температур;

– зростає кількість опадів зливового характеру;

– підвищується випаровування води з грунту за вегетаційний період;

– посилюється посушливість клімату.

Такі зміни агрокліматичних умов найбільш впливають у ранньовесняний період на ранні ярі культури, а також у осінній період на озимі культури. Так, для ранніх ярих культур (ячмінь, пшениця та інші) підвищення температури повітря в березні, квітні та травні при одночасному зменшені кількості опадів – негативний фактор. Це скорочує оптимальні строки сівби, гальмує ростові процеси та утворення вузлових коренів при швидкому наростанні температури повітря і грунту та зменшення його вологості. Збільшення тривалості теплового режиму осіннього періоду є сприятливим для озимих культур. Це може розширити межі оптимальних строків їх сівби, а також створювати добрі умови для нормального розвитку рослин до припинення осінньої вегетації.

Зазначені зміни клімату вимагають удосконалення, розробки та адаптації існуючих систем ведення землеробства та технології вирощування сільськогосподарських культур у південному Степу. Необхідно розробити також заходи, які допоможуть дістати вигоду від зміни кліматичних умов. З цією метою необхідно провести дослідження в таких напрямках:

– створення нових сортів і гібридів сільськогосподарських культур, стійких до температурних змін і дефіциту води, а для ранніх ярих культур сорти, які б володіли швидким ростом як надземної біомаси, так і кореневої системи, що дозволяло б їм уникнути високих температур у початковий період розвитку рослин;

– розробка, вдосконалення і розширення стійких та ефективних способів зрошення для зменшення залежності від опадів;

– розробка нових технологій і методів вирощування сільськогосподарських культур, спрямованих на збільшення накопичення та економне використання вологи опадів і ґрунту;

– визначення оптимальних і можливих строків сівби озимих культур за умов подовженого періоду осінньої вегетації, які б забезпечували добрий їх ріст і розвиток в осінній період та сприяли стабілізації виробництва зерна;

– зниження ризику водної та вітрової ерозії на сільськогосподарських землях за рахунок визначення оптимальної частки кормових культур та захисних лісосмуг.

Щоб сформувати програму дій щодо пом’якшення наслідків змін клімату, чи дістання вигоди від цього, необхідно ґрунтовно розуміти потенційні наслідки та ризики, які стосуються південного регіону.

В посушливих умовах півдня України найбільш дієвим заходом накопичення вологи в ґрунті з метою подолання посухи є зрошення. Воно повністю змінює умови ведення землеробства, дає можливість підтримувати вологість ґрунту на потрібному для культур оптимальному рівні і тим самим створює сприятливі умови для нормального росту й розвитку рослин. При цьому необхідно розширити дослідження з розробки більш ефективного використання зрошуваних земель та застосування краплинного зрошення.

При кліматичних кризах зростає роль розміщення посівів по регіонах з урахуванням агробіологічних особливостей культур. Тому структура посівних площ повинна бути головним біологічним фактором регулювання водного режиму. В ній необхідно збільшити частку посухостійких культур та оптимізувати площу пару, який впливає на врожайність не лише пшениці, а й наступних 2 – 3 –х культур. Про велику роль чорного пару свідчить 2012 рік, коли після нього в господарствах Херсонської області залишились живими 84-86% посівів озимої пшениці, тоді як після інших попередників лише 12 – 14%. В контексті сказаного, з урахуванням нових агрокліматичних умов в південному регіоні, необхідно більше уваги приділити оптимізації структури. Особливу увагу слід приділити розширенню посівів найбільш посухостійкої і найбільш врожайної при дефіциті вологи культурі сорго.

Слід зазначити, що причиною неврожаїв у степовій зоні є не лише мала кількість опадів, а й великі непродуктивні втрати їх та ґрунтової вологи. Система агротехнічних заходів, для успішного протистояння посусі, повинна забезпечувати якомога більше накопичення вологи в ґрунті.

В системі вологонакопичення і боротьби з посухами у південному Степу виключно важливу роль відіграють полезахисні лісосмуги. Вони зменшують силу вітру, затримують сніг і воду на полях, запобігають ерозії ґрунтів, захищають територію від дефляції і покращують мікроклімат на полях. Їх вплив на врожай сільськогосподарських культур проявляється у всі роки – при посухах, пилових бурях і навіть за сприятливих умов вегетаційного періоду.

Досить важливим напрямом протистояння погіршенню агрокліматичних умов регіону є цілеспрямоване створення сучасних високопродуктивних сортів і гібридів сільськогосподарських культур, стійких до температурних і водних стресів, які мають низькі транспіраційні коефіцієнти, здатні стабільно формувати високі врожаї за умов посухи і підвищеного температурного режиму. Вони повинні мати високі показники продуктивності фотосинтезу у стресових умовах вегетації.

В умовах можливих подальших змін клімату необхідно передбачити програму наукових досліджень з питань адаптації системи землеробства до нової агроекологічної ситуації, яка передбачає:

– розвиток зрошуваного землеробства, як гаранта отримання стабільного врожаю культур, розроблення водозберігаючих способів і режимів зрошення в посушливих умовах;

– створення нових сортів і гібридів з оптимальними параметрами адаптованості до жарких, посушливих умов, які раціонально витрачають вологу;

– проведення поглиблених досліджень по оптимізації районування провідних сільськогосподарських культур на основі оцінки природних агрокліматичних ресурсів в умовах подальших змін клімату;

– дослідження процесів ґрунтоутворення та розроблення заходів збереження родючості ґрунтів, максимального накопичення та раціонального використання вологи;

– оптимізацію ступеню розораності сільськогосподарських угідь з подальшим збільшенням агромеліоративних заходів, які б сприяли покращенню водного балансу.

Таким чином основними напрямами наукових досліджень на перспективу повинно стати розробка заходів протистоянню підвищенню посушливості клімату в південному регіоні. Вони повинні мати комплексний характер і охоплювати всі можливі агроприйоми, які здатні покращувати умови для рослин за зміни клімату.

Для подолання наслідків підвищення посушливості клімату в регіоні необхідно відновити і розширити системи водної меліорації орних земель з використанням найсучасніших технологій використання поливної води, запровадити системи землевпорядкування з проведенням комплексу ґрунто- і водозахисних заходів, що забезпечить збереження родючості ґрунтів.

Необхідно розробити систему лісомеліорації, яка забезпечить відновлення в повному обсязі лісосмуг.

Потрібно створення нових сортів і гібридів сільськогосподарських культур, стійких до температурних змін і дефіциту води, а для ранніх ярих культур - сорти, які б володіли швидким ростом як надземної біомаси, так і кореневої системи, що дозволяло б їм уникнути високих температур у початковий період розвитку рослин.

Для адаптації до змін клімату необхідна розробка нових технологій і методів вирощування сільськогосподарських культур, спрямованих на збільшення накопичення та економне використання вологи опадів і ґрунту.

Вожегова Р.А.,

доктор с.-г. наук, професор, член-кореспондент НААН