Землеробство - Гудзь В.П. - Агрокліматична характеристика

7.2.1. Ведення землеробства на Поліссі

Агрокліматична характеристика

Українське Полісся в складі країни є окремою ґрунтово-кліматична зона, яка розміщена в межах Волинської, Львівської, Рівненської, Житомирської, Тернопільської, Хмельницької, Київської, Чернігівської і Сумської областей.

Зона займає 11 млн. 768 тис. га, або близько 19,5% території України.

Ґрунтовий покрив Полісся. Ґрунтотворний процес тут пов'язаний з особливостями географічного положення, а саме: м'який і вологий клімат, легкі породи і бідність їх на основи, близькість до поверхні ґрунтових вод, розповсюдження в минулому змішаних і широколистяних лісів з розвиненим трав'яним покривом обумовили тут три основні процеси ґрунтотворення: дерновий, підзолистий і болотний.

Різні прояви цих процесів привели до формування різноманітного надзвичайно строкатого і мозаїчного ґрунтового покриву. На підвищених вододільних територіях сформувались дерново-підзолисті ґрунти. На відносно зниженому з близьким рівнем ґрунтових вод - дерново-підзолисті різного ступеня оглеєння, дернові і лучні. В річкових заплавах і широких зниженнях сформувалися болотні, торфові і лучні ґрунти.

Домінуюче місце в зоні Полісся займають дерново-підзолисті ґрунти, що сформувались під мішаними і сосновими лісами в умовах промивного типу водного режиму на водно-льодовикових, алювіальних та моренних відкладах.

Основною діагностичною ознакою цих ґрунтів є виражена диференціація профілю на генетичні горизонти. Ґрунти мають слабку гумусованість (від 0,3-0,5 до 1,52,5% гумусу). Гумус грубий з великою кількістю слабомінералізованих органічних решток. Ґрунтово-вбирний комплекс не насичений основами (20-70%), має високий вміст обмінного водню та дуже кислу реакцію ґрунтового розчину.

У гранулометричному складі орного шару найбільшу частку має фракція фізичного піску (89,0%), а на фізичну глину припадає лише 9,9%, мулистих часток усього 1,9%.

Такий гранулометричний склад зумовлює незадовільні водно-фізичні властивості ґрунту. Об'ємна маса в орному шарі дерново-підзолистих ґрунтів перевищує оптимальні значення на 0,3-0,5 г/см³. При цьому є й дуже низька щілинність цих ґрунтів, як і рівня граничної вологоємності і водопідіймальної здатності при високій водопроникності. Внаслідок таких значень водно-фізичних властивостей ці ґрунти швидко прогріваються і підсихають, що дає змогу на 10-15 днів раніше розпочати тут весняні польові роботи.

Дерново-підзолисті глинисто-піщані ґрунти малопотужні - гумусовий горизонт їх становить усього 15-18 см, вміст гумусу в ньому не перевищує 1% і різко зменшується з глибини 20-22 см, а вже з глибини 20-30 см практично відсутній. Реакція ґрунтового розчину у верхній частині профілю коливається від слабо- до середньо-кислої, гідролітична кислотність відносно висока. Сума увібраних основ низька, ступінь насичення основами становить лише 52-53%. Дуже слабо забезпечені ці ґрунти рухомими формами фосфору і калію.

Фізичні та фізико-хімічні властивості дерново-слабо- і середньо-підзолистих глинисто-піщаних ґрунтів дещо кращі, через що використовують їх для вирощування маловимогливих культур у сидеральних сівозмінах, а саме: жита, гречки, картоплі, люпину. Ці ґрунти непридатні під сади.

Природна родючість дерново-підзолистих супіщаних ґрунтів вища, ніж піщаних та глинисто-піщаних. Вони придатні для вирощування всіх районованих у зоні культур. У гранулометричному складі переважають піщані фракції. У зв'язку з більшим вмістом мулу супіщані ґрунти порівняно з глинисто-піщаними мають вищу зв'язність, вологоємність, кращу водопідіймальну і водоутримувальну здатність. Такі ґрунти можуть нагромаджувати в метровому шарі до 180 мм вологи. Наявність щільного ілювіального горизонту з глибини 50-60 см стримує фільтрацію вологи в глибину і створює сприятливі умови зволоження для розвитку рослин.

Фізико-хімічні та фізичні властивості дерново-підзолистих супіщаних ґрунтів також мало сприятливі для одержання високих урожаїв. Ці ґрунти бідні на гумус, сильно-кислі, насичені основами, мають підвищену гідролітичну кислотність та малу суму увібраних основ. Забезпеченість рослин рухомим азотом, калієм (5 мг/100 г ґрунту) і фосфором (4-5 мг/100 г ґрунту) низька.

Особливо несприятливим для рослин є повітряний режим супіщаних ґрунтів, що пов'язано з дуже високою щільністю як орного, так і підорного шарів (1,51-1,53 г/см³), а також надмірно низькою загальною щілинністю, яка, за класифікацією Н. А. Ка-чинського, для орного шару незадовільна. В цьому зв'язку постає необхідність пошуку засобів та шляхів оптимізації фізичних властивостей дерново-підзолистих ґрунтів при їх сільськогосподарському використанні.

Середньозмиті ґрунти порівняно з незмитими містять значно менше гумусу, увібраних основ і мають ступінь насичення основами на рівні ілювіального горизонту незмитих відмін. Отже, орний шар середньозмитих ґрунтів частково включає ілювіальний горизонт, який відзначається меншою родючістю порівняно з гумусовим горизонтом і, як наслідок, ці ґрунти менш родючі і потребують поліпшення.

Серед найрізноманітніших природних багатств вагоме місце посідають кліматичні ресурси. Від того, як вони використовуються, значною мірою залежать результати господарської діяльності людини. Одержувати високі врожаї, як свідчить досвід, можливо лише при використанні сільськогосподарських культур на належному агротехнічному рівні з урахуванням особливостей погоди та клімату.

Комплексне вивчення закономірностей формування врожаю рослин у системі ґрунт-рослина-атмосфера, його прогнозування та програмування можливі на основі кількісної оцінки кліматичних факторів.

Сонячна радіація серед кліматичних показників - найважливіший екологічний фактор. Вона є джерелом енергії майже всіх природних процесів і явищ, що відбуваються на земній поверхні, в атмосфері, гідросфері та верхніх шарах літосфери.

Завдяки сонячній радіації в усьому світі, за підрахунками А. А. Ничипоровича, утворюється понад 100 млрд. т органічної речовини і водночас атмосфера збагачується на кисень та звільняється від надмірної кількості вуглекислого газу.

Сонячній радіації належить виключно важливе значення в природі та життєдіяльності рослин. За її участю відбувається процес фотосинтезу, транспірації, переміщення речовин у рослинах, якісні біохімічні перетворення. Енергія сонячного проміння витрачається на здійснення морфологічних процесів: проростання насіння, закладання й розвиток вузла кущення у злакових рослин, ріст проростків, формування міжвузлів, розвиток квіток, суцвіть, визрівання плодів тощо. Сонячна радіація повною мірою використовується на нагрівання ґрунту, рослин, випарування та інші процеси.

У сільськогосподарському виробництві важливими характеристиками радіаційного режиму є тривалість сонячного сяяння та сумарна радіація. Вони мають значення в період росту й розвитку рослин, впливають і визначають величину врожайності та якості рослинної продукції.

У технології вирощування продукції рослинництва найбільше екологічне значення має тривалість дня і ночі протягом року, яка змінюється відповідно до зміни географічної широти. Тривалість дня називають фотоперіодом, а реакцію розвитку рослин на неї - фотоперіодизмом. Фотоперіодизм суттєво впливає на фізіологічні, біохімічні процеси, розвиток, морфологію, анатомічну будову рослин. За реакцією на світло рослини умовно поділяють на чотири групи: 1) які потребують тривалого денного освітлення (рослини довгого дня, фотоперіодизм яких триває понад 12 год); 2) що вимагають нетривалого денного освітлення (рослини довгого дня, фотоперіодизм яких триває менше 12 год); 3) які вимагають середнього денного освітлення (10-12 год.); 4) нейтральні (цвітуть незалежно від тривалості фотоперіодизму).

До першої групи рослин відносять пшеницю, жито, овес, ячмінь, льон, горох, сочевицю, мак, гірчицю, вику, конюшину, тимофіївку, буряки, моркву; до другої - просо, кукурудзу, сорго, коноплі, бавовну, сою, квасолю. Решту рослин відносять до останніх двох груп.

Рослини першої групи в міру переміщення на північ прискорюють свій розвиток, а при просуванні на південь їхній розвиток сповільнюється.

Рослини короткого дня розвиваються швидше, якщо коротший день і довша ніч. Переміщення наведених рослин на північ спричинює збільшення періоду їхнього розвитку. Завдяки цьому рослини короткого дня у більш північних районах будуть цвісти із запізненням, а то й зовсім не цвітуть, нарощуючи значну масу.

У житті сільськогосподарських культур важливу роль відіграє сумарна радіація. Вона потрібна рослинам насамперед для проходження фотосинтезу. У річному ході місячні суми сумарної радіації змінюються відповідно до річного ходу висоти сонця і тривалості дня з мінімумом у грудні і максимумом у червні-липні. Сумарна радіація в зоні Полісся досягає 90-95 ккал/см². Місячні суми радіації протягом теплих частин року перевищують 10 ккал/см², іноді 16-17 ккал/см²; взимку вони становлять не більше як 3 ккал/см², знижуються в окремі роки до 1,2-1,3 ккал/см².

Частина потоку сонячної радіації, яка використовується рослинами у процесі фотосинтезу, називається фотосинтетичною активною радіацією (ФАР). Фізіологічно активна радіація, крім процесу фотосинтезу, забезпечує дихання, ріст, розвиток, нагромадження органічної речовини, які є основою життєдіяльності рослин.

Більшу частину ФАР зелена поверхня зони одержує у весняно-літній період. Така кількість сонячної радіації забезпечує вирощування багатьох основних сільськогосподарських культур.

У сільському господарстві використовують ряд науково обґрунтованих агротехнічних заходів для регулювання збільшення або зменшення сонячної радіації, одержуваної окремою рослиною. Серед них: проріджування посівів, зменшення або збільшення норм висіву, спосіб сівби, насадження куліс із високостеблових рослин, сумісні посіви, додаткове штучне освітлення, зміна напрямку сівби відносно сторін горизонту тощо.

Посів сільськогосподарських культур - це складна оптична система, яка перерозподіляє потік сонячної енергії. Основним фактором, від якого залежить поглинання і пропускання ФАР, є відношення площі листкової поверхні до площі поля. Встановлено, що найбільше ФАР поглинається тоді, коли площа листкової поверхні перевищує площу поля в 4 рази і більше, тобто коли вона становить не менше ніж 40 тис/м² на 1 га. Поглинання ФАР залежить від густоти стояння рослин у ценозі. Для кожної культури вона різна. Оптимальна густота стояння для озимої пшениці - 3,0-3,5 млн. шт./га, ярих зернових - 3,5-4,0, кукурудзи на зерно - 50-60 тис. шт./га, цукрових буряків - 80-100, картоплі - не менше 50-60 тис. шт./га.

У використанні сонячної радіації важливе значення має напрямок сівби. При напрямку сівби з півночі на південь урожайність озимої пшениці найбільша. Це також відноситься до більшості польових культур.

Напрямок сівби впливає на якість і кількість врожаю льону та конопель. Льон, посіяний у напрямку із сходу на захід, вищий і відзначається більшим виходом якісного волокна.

У збільшенні поглинання сонячної радіації важливе значення має спосіб сівби. Для рівномірного використання світла застосовують сучасні способи сівби, а саме - пунктирні, точні, смугові, перехресні.

Зернові культури не можна висівати дуже густо, щоб рослини не затінювали одна одну і внаслідок цього не вилягали. Льон навпаки, висівають густіше, щоб стебла були тонкіші і з кращою якістю волокон.

При вирощуванні просапних культур важливе значення має вчасне прорідження культур. Якщо з ним запізнюються, то рослини від нестачі світла "стікають". Для поліпшення світлового режиму необхідно вчасно знищувати бур'яни, оскільки вони забирають у рослин, крім поживних речовин і води, багато світла.

У кормовиробництві для ефективного використання сонячної радіації висівають травосумішки, в результаті чого створюються різноярусні травостої, здатні повніше поглинати енергію сонця.

Підвищенню рівня використання сонячної енергії сприяють і інші агротехнічні заходи, спрямовані на краще забезпечення рослин вологою, поживними речовинами та іншими факторами з метою прискорення росту рослин і утворення оптимальної листкової поверхні.

Температурні умови. Тепло - необхідна умова життєдіяльності рослин. За його участю здійснюються метаболізм, морфогенез, ріст і розвиток останніх. Поглинання води і мінеральних солей відбувається за певних температурних умов середовища.

Ферментативна активність, фотосинтез, дихання, проростання насіння, ріст і розвиток рослин відбуваються лише при певному температурному режимові.

Для вирощування сільськогосподарських рослин важливе значення має не абсолютна кількість тепла і його розподіл у просторі, а тепловий режим.

У зоні Полісся зима характеризується частими відлигами з підвищенням температури в окремі роки до 10-13С тепла. Стійке промерзання ґрунту в східних і північно-східних районах Полісся триває в окремі роки до 145 днів, у західних - близько 110, у південно-західних - до 120 днів.

Найбільше промерзає ґрунт під озимими в крайніх східних районах у першій декаді, в центральних - у другій декаді листопада, а в західних - на початку грудня. У напрямку з південного заходу на схід і північний схід ґрунти промерзають на більшу глибину.

Зимовий характер розподілу температури повітря зберігається ще й у березні. Проте з цього місяця починається її швидше зростання і вона стає на 3-5°С вищою, ніж у лютому. В квітні середня температура повітря на 5-9С вища від березневої і повсюди позитивна. Середня місячна температура повітря у квітні становить 6-7°С.

У травні переважає погода літнього типу. Середня температура повітря на 5-7°С вища, ніж у квітні. Від травня до червня середня температура підвищується на 3-4°С. Влітку зростання температури від місяця до місяця відбувається повільніше.

Температурний режим літнього періоду майже однаковий на всій території Полісся. Найтеплішим місяцем є липень. Середня температура липня коливається в межах 18-19°С, максимальна - 33-40°С. У 90% років на всій території в липні можлива максимальна температура близько 30°С.

У період з вересня до грудня температура щомісяця зменшується на 4-6°С.

Вегетаційний період більшості сільськогосподарських культур обмежується переходами навесні і восени середньої добової температури повітря через плюс УС. У зоні Полісся період з температурою вище УС триває 195-238, а період з середніми плюсовими температурами - 240-288 днів.

Середня тривалість безморозного періоду становить 156-170 днів.

Період вегетації теплолюбних культур обмежується переходами середньої добової температури повітря через плюс 10°С, а період найбільшої активності вегетації - переходами температури через плюс 15°С. На території Полісся кількість днів з температурою понад 10°С досягає 157-186, а з температурою вище плюс 15°С - 90-130 днів.

Для загальної характеристики теплозабезпеченість сільськогосподарських культур найпоширенішим показником є сума активних температур (температура вище 10°С). Цей показник дає можливість визначити північну межу можливого вирощування тієї чи іншої культури.

Середні багаторічні суми активних температур на території зони становлять 2310-306УС.

В Українському Поліссі у весняний та осінній періоди спостерігаються заморозки. На поверхні ґрунту навесні вони закінчуються пізніше, а восени починаються раніше на 10-20 днів.

Режим опадів. На Поліссі середня кількість опадів протягом року коливається в межах 550-650 мм. В холодні та теплі місяці випадає різна їх кількість.

У холодний період року (грудень-березень) випадає лише 20-25% річної суми опадів, що становить близько 150-170 мм.

У теплий період року (квітень-листопад) на Поліссі випадає 400-500 мм опадів. Максимум їх майже на всій території припадає на червень. За вегетаційний період (квітень-жовтень) кількість днів з такими опадами становить: у першу половину вегетаційного періоду (квітень-липень) 30-35, у другу (серпень-жовтень) 20-25 днів. Кількість днів з опадами більше або 5 мм за добу становить відповідно 13-15 і 8-10.

Найбільша добова сума опадів на Поліссі коливається від 60 до 120 мм. Для сільського господарства особливо шкідливі зливи. На території Полісся такі зливи спостерігаються дуже рідко - 1-5 разів за 100 років. Значної шкоди сільському господарству завдає град, який часто супроводжується сильними зливами та грозами. Найчастіше град випадає в травні-червні і триває від кількох хвилин до чверті години. Посушливі явища, що дуже шкідливі для сільського господарства, на Поліссі спостерігається рідко. Звичайно вони зумовлені бездощів'ям, яке триває протягом 10 днів і більше. В цій зоні спостерігається в середньому 2-3 бездощових періоди протягом квітня-жовтня.

Сільськогосподарські рослини для нормального перебігу біологічних процесів у період свого розвитку потребують певної кількості доступної вологи. Іноді кількість вологи в ґрунті буває більша і порушує повітряний режим останнього, внаслідок чого рослини перебувають у пригніченому стані. Коли ж запаси вологи недостатні і ґрунтові пори надмірно заповнені повітрям, рослини пригнічуються надмірним висушен-ням і за різкої нестачі води гинуть. Таким чином, забезпеченість сільськогосподарських культур водою визначається співвідношенням фактичної кількості її в ґрунті до кількості, яка потрібна для нормального розвитку рослин.

Доведено, що для нормального розвитку зернових культур, запаси вологи в посівному шарі ґрунту в початковий період росту повинні становити не менше як 10 мм. У період інтенсивного утворення і розвитку основної кореневої системи в орному шарі має бути не менше ніж 20-40 мм продуктивної вологи. У період найбільшого приросту вегетативної маси та формування колоса і квіток (вихід у трубку - колосіння) запаси вологи в метровому шарі потрібно щоб становили не менше 65% найменшої польової вологоємності.

У період розвитку зерна (від цвітіння до воскової стиглості) для задовільного стану рослин запаси продуктивної вологи в метровому шарі мають бути не нижче 50-60 мм. Запаси вологи 125-175 мм у цей період забезпечують максимальні врожаї. Разом з тим такі запаси її в цей період можуть негативно впливати на врожай внаслідок вилягання хлібів та інтенсивного розвитку хвороб і шкідників.

Для комплексної оцінки умов зволоження користуються гідротермічним коефіцієнтом (ГТК). В Українському Поліссі значення ГТК неоднакове.

Доведено, що найкращі умови для одержання високих врожаїв зернових та інших культур створюють тоді, коли ГТК дорівнює 1,1-1,4. За теплий період у Поліссі ГТК становить 1,4-1,9. Вологозабезпеченість достатня для одержання високих врожаїв сільськогосподарських культур.