Землеробство - Гудзь В.П. - Агрокліматична характеристика

Агрокліматична характеристика

Зона Лісостепу протягається смугою понад 1 тис. км від Карпат до східних кордонів України. Загальна площа її становить понад 20,1 млн. га, або 33,6% території держави. До неї входять Черкаська, Полтавська, Вінницька, Тернопільська, більша частина Хмельницької й Сумської, східні райони Львівської, Івано-Франківської й Чернівецької, південні райони Волинської, Рівненської, Житомирської, Київської та Чернігівської, північні райони Кіровоградської, Одеської, Миколаївської та Харківської областей. Порівняно м'яка зима, помірно вологе й тепле літо та родючі ґрунти створюють найсприятливіші в Україні умови для одержання високих і сталих урожаїв майже всіх тепло- і вологолюбних культур.

У Лісостепу сконцентровано 37,5% площі посіву зернових, 34,2 - озимих пшениці, 41 - ярого ячменю, 27,4 - кукурудзи, 81 - цукрових буряків, 35,5% овочевих культур.

Перетинаючи широкою случаю із заходу на схід територію республіки між Поліссям на півночі і Степом на півдні, зона відзначається неоднорідністю ґрунтово-кліматичних і погодних умов.

При плануванні й проведені заходів по дальшому розвитку та інтенсифікації сільського господарства необхідно враховувати агрокліматичні умови території. Це дасть змогу максимально використовувати природні ресурси та послабити вплив несприятливих метеорологічних умов на сільськогосподарські культури.

Ґрунти Лісостепу та їх сільськогосподарське використання. Лісостепова зона - це природна зона помірного поясу, для якої характерне чергування лісової та степової рослинності. Ґрунти формуються за умов несталого зволоження, за яких підзолистий процес ґрунтоутворення поєднується з дерновим. Найпоширенішими ґрунтами в зоні є чорноземи та сірі опідзолені. Маючи високу природну родючість, вони є основними об'єктом сільськогосподарського використання. Ґрунти інших типів (солонцюваті, болотні і підзолисті) займають незначні площі. Чорноземи характеризуються диференціацією профілю, сприятливою для розвитку рослин, слабокислою або нейтральною реакцією ґрунтового розчину, добрими фізичними властивостями, високим вмістом поживних речовин.

За вмістом гумусу чорноземні ґрунти поділяють на малогумусні (3-5%) і серед-ньогумусні (понад 6%). У південній смузі переважають чорноземи типові. Чим важчий гранулометричний склад ґрунту, тим вищий вміст гумусу. Тому характерною ознакою чорноземних ґрунтів, є нагромадження в них великої кількості стійких гумусових сполук. У метровому шарі ґрунту їх міститься 400-600 т/га. Вміст валового азоту в чорноземах становить 0,2-0,5%, Р₂О₅ - 0,15-0,30 і К₂О - близько 2,0-2,5%. Глибокий гумусовий горизонт із зернисто-грудкуватою структурою зумовлює сприятливі водно-повітряні властивості чорноземних ґрунтів: добру водопроникність, високу вологоємність і аерацію. Ці ґрунти мають також високу вбирну здатність - 30-40 мг.-екв/100 г ґрунту.

Чорноземи типові мало- і середньогумусні достатньо насичені кальцієм і магнієм, реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної (рН 6,0-6,7), в карбонатних рН 6,8-7,0. У вилугованих відмінах кислотність водної витяжки дещо вища.

За гранулометричним складом чорноземи поділяють на супіщані, легко-, серед-ньо- і важкосуглинкові. Залежно від характеру ґрунтоутворювальних порід їх поділяють на чорноземи на лесах і на лесовидних суглинках. Гранулометричний склад чорноземів, що залягають у північному Лісостепу, легший. За ступенем окультурення вони бувають слабко-, середньо- і добреокультурені. Такий умовний поділ за окультуренням здійснено на підставі агрохімічних, фізичних та фізико-хімічних властивостей.

Чорноземи типові поділяють на мало- і середньогумусні. Ці ґрунти добре окультурені, насичені гідроксидами кальцію і магнію. Реакція ґрунтового розчину нейтральна або слабокисла. Гумусовий шар досягає 85-100 см. Чорноземи вилуговані є малоструктурними і за гранулометричним складом переважно крупнопилувато-легкосуглинковими. Вони залягають на знижених елементах рельєфу, де сильніше промиваються і вилуговуються. У зв'язку з цим погіршуються їхні фізичні та біологічні властивості, що перешкоджає нормальному розвитку рослин. У чорноземах вилугованих зменшується вміст гумусу, зростає кислотність ґрунтового розчину через вимивання карбонатів і зміну іонів Са²+ і Мg²⁺ на іони Н+.

Чорноземи є головною ґрунтовою відміною Лівобережного Лісостепу України, а в Правобережному більші площі займають сірі лісові ґрунти з кислою реакцією. Серед них поширені світло-сірі, темно-сірі і чорноземи опідзолені.

Сірі опідзолені ґрунти поширені в Лісостепу і на Поліссі. За ступенем опідзо-лення їх поділяють на слабко- середньо- і сильноопідзолені. Через низьку структурність і несприятливі водно-повітряні властивості при оранці утворюються брили. Вони швидко осідають після обробітку і легко запливають. Глибина гумусового горизонту становить 25-30 см. Нижче розміщені ущільнений ілювіальний горизонт і ґрунтоутворювальна порода. Глибина залягання карбонатів становить 80-170 см. За гранулометричним складом ці ґрунти суглинкові. Вміст гумусу в середньому становить 1,2-2,4%, рН сольової витяжки близько 5,5, гідролітична кислотність 1,7-2,8 мг.-екв/100 г ґрунту, сума увібраних основ 4,0-17,3 мг.-екв/100 г ґрунту, ступінь насиченості основами 70-88%.

Вміст поживних речовин у цих ґрунтах невисокий. Азоту недостатньо, кількість його залежить від вмісту гумусу. Ступінь забезпеченості ґрунтів фосфором і калієм середній.

У темно-сірих опідзолених ґрунтах гумусо-елювіальний горизонт становить 5060 см, карбонати залягають на глибині 110-150 см. За гранулометричним складом вони легко- і середньосуглинкові. Вміст гумусу становить 2,3-3,5%, сума увібраних основ 10-25 мг.-екв/100 г ґрунту, ступінь насиченості основами 75-90%, реакція ґрунтового розчину слабокисла (рН 5,5-6,5). Ступінь забезпеченості ґрунтів поживними речовинами середній.

Реградовані ґрунти. В Лісостепу поширені реградовані темно-сірі опідзолені ґрунти, чорноземи опідзолені. Серед них переважають легко- і середньосуглинкові. Внаслідок процесу реградації в цих ґрунтах підвищилась лінія залягання карбонатів, пухкішим став ілювіальний горизонт, збільшився вміст гумусу, підвищилося насичення основами порівняно з темно-сірими та опідзоленими чорноземами.

Лучні ґрунти. Вони поширені переважно в зниженнях з високим рівнем підґрунтових вод. За гранулометричним складом переважають середньо- і легкосуглинкові ґрунти. Реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної або слаболужної. Забезпечення лучних ґрунтів азотом добре і помірне, фосфором - помірне, калієм - добре і помірне.

Застосування органічних добрив значно підвищує врожайність сільськогосподарських культур на всіх ґрунтах Лісостепу. На чорноземах опідзолених і сірих лісових ґрунтах з підвищеною кислотністю внесення добрив слід поєднувати з вапнуванням, а на солончаках, солонцях і солонцюватих ґрунтах - із гіпсуванням. Важливим завданням сільськогосподарського виробництва є максимальне використання запасів потенційної родючості чорноземних ґрунтів. Основні шляхи його вирішення - раціональні способи обробітку, нагромадження і правильне використання вологи, внесення добрив, поліпшення структури, використання високоврожайних культур.

Ефективність гною знижується від чорноземів Лісостепу до південних чорноземів Степу внаслідок погіршення умов зволоження. Тому в чорноземній зоні з вираженим дефіцитом вологи (звичайні і південні чорноземи) для підвищення ефективності органічних добрив їх використовують у добре розкладеному стані.

Раціональне використання родючості чорноземних ґрунтів потребує активізації мікробіологічних процесів, ефективного обробітку ґрунту в поєднанні із заходами поліпшення водного режиму.

Сонячна радіація - незамінний обов'язковий екологічний фактор існування рослин і біосфери в цілому. У великому циклічному кругообігу головним джерелом енергії для біологічних і ґрунтових процесів є сонячна радіація. Вся поверхня Землі одержує за рік від Сонця, за наближеними оцінками, 21 х 1020 Дж тепла. Основна частина цієї енергії витрачається на формування клімату та океанічних течій, турбулентний обмін між підстилаючими поверхнями й атмосферою, випарування води з поверхні суші та океану, поглинання рослинним покривом Землі. Рослини в процесі фотосинтезу засвоюють тільки 0,5 -5% сонячної енергії.

Сонячна радіація є основним енергетичним ресурсом Землі. Радіаційний фактор визначається надходженням тепла від Сонця і залежить від тривалості дня та висоти стояння Сонця над горизонтом, а також від хмарності, прозорості атмосфери, стану земної поверхні. Сумарна радіація в зоні Лісостепу за рік становить 95-107 кКал на 1 см². Протягом року на території України полуденна висота стояння Сонця змінюється в широких межах. У зв'язку з цим надходження сумарної сонячної радіації становить взимку від 250 на півночі до 230 на півдні, влітку - відповідно від 600 до 680 кКал на 1 см². Тривалість дня коливається відповідно взимку від 7,4 до 8,6, влітку - від 15,3 до 16,5 год.

Надходження ФАР (фотосинтетичної активної радіації) в різних регіонах України неоднакове. Тому оцінюють роботу в рослинництві за допомогою коефіцієнта корисної дії ФАР у посіві. Встановлено, що для накопичення органічної маси рослинами необхідна така кількість радіації, яка перевищувала б певне значення, що називається компенсаційною точкою. Для багатьох теплолюбних рослин, до яких належать сільськогосподарські, це значення перебуває в межах 20-35 Вт/м². При нижчих значеннях інтенсивніше відбувається дихання і зменшується накопичення органічної маси.

Підвищенню рівня використання сонячної енергії можуть помітно сприяти агротехнічні заходи, спрямовані на краще забезпечення рослин вологою, поживними речовинами, освітленням та іншими факторами з метою прискорення росту рослин і утворення оптимальної асимілюючої поверхні.

Температурні умови. У найхолоднішому місяці - січні середня температура повітря коливається від -7 + -8°С на сході зони до -4°С на заході. Середня температура в лютому така сама, як і в січні. Абсолютний мінімум температури перебуває в межах -33 -38°С і бувають не частіше як один раз на 50-60 років. Мінімальна температура -20°С і нижча буває щороку.

Зима характеризується тривалими й інтенсивними відлигами з підвищенням температури в окремі роки до 12-14°С. Характерною рисою термічного режиму взимку є порівняно невеликі зміни температури з місяця в місяць. Найбільше підвищення температури по всій зоні спостерігається в періоди березень-квітень та квітень-травень. Дальше підвищення температури протікає значно повільніше.

Літній період відзначається високими й сталими температурами без значних змін по території зони. В найтеплішому місяці - липні середня температура становить 20°С на сході зони, знижуючись до 18°С на заході. Температура серпня відрізняється від температури липня на 1-2°С. Абсолютні максимуми досягають 39-40°С. Найін-тенсивніші зниження температури відбуваються протягом жовтня-листопада.

Перехід до середніх плюсових температур спостерігається в західних районах у першій або на початку другої декади, в центральних - у кінці другої і в східних у третій декаді березня. Перехід до середніх мінусових температур восени на заході відбувається в кінці, а на сході - в середині листопада. Отже, теплий період у Лісостепу триває 230-265 днів.

Початок безморозного періоду припадає на третю декаду квітня. Лише в крайніх східних районах Харківської та Сумської областей останні весняні заморозки в повітрі в середньому припадають на початок травня, а в південних районах Вінницької області - на другу декаду квітня. У повітрі перші осінні заморозки бувають у середньому в першій декаді, і лише в південно-західних районах зони вони припадають на другу декаду жовтня. Проте в окремі роки в Лісостепу останні весняні заморозки в повітрі спостерігаються навіть у другій половині травня, а перші осінні - у вересні.

На поверхні ґрунту заморозки навесні закінчуються пізніше, а восени починаються на 10-20 днів раніше, ніж у повітрі. На розподіл мінімальних температур по території дуже впливає мікрорельєф. На знижених ділянках заморозки навесні можуть закінчуватися пізніше, а восени починатись раніше порівняно з підвищеними формами рельєфу.

Період активної вегетації починається в третій декаді квітня майже одночасно з безморозним періодом у повітрі. Закінчення цього періоду теж майже збігається з початком перших осінніх заморозків у повітрі, тобто в першій декаді жовтня. Отже, тривалість усього періоду в межах зони, залежно від місцевих умов, коливається в межах 155-170 днів.

У період активної вегетації в зоні Лісостепу заморозків у повітрі майже не буває. Однак на поверхні ґрунту в цей період вони можливі. Тривалість періоду від дати переходу середньодобової температури через 10°С до закінчення заморозків на поверхні ґрунту визначає ступінь небезпеки останніх. При більшій тривалості цього періоду заморозки закінчуються пізніше і можуть пошкодити рослини.

Для більшості районів тривалість морозонебезпечного періоду навесні становить 11-20 днів.

Середня добова температура вище 15°С, що визначає початок періоду найінтен-сивнішої вегетації, настає в південних та південно-східних районах зони всередині, а в західних - наприкінці травня. Найдовше цей період триває в південних та південно-східних районах (115-120 днів); у західних тривалість його становить близько 100 днів.

Теплозабезпеченість сільськогосподарських культур визначається сумою активних температур, тобто сумами середніх добових температур, вищих за 10°С. Середні багаторічні суми активних температур у західному Лісостепу перебувають у межах 2300-2500°С, центральному - 2500-2700°С і східному - 2600-2900°С. По всій території зони тепла цілком вистачає для достигання не лише озимих та ярих зернових культур, а й овочів, картоплі, цукрових буряків, соняшнику та ін.

Забезпеченість опадами та посушливі явища. У Лісостепу розподіл опадів як за окремими районами зони, так і за часом випадання їх характеризуються великою нерівномірністю. Найкраще забезпечена ними західна частина: середня річна кількість опадів тут становить 600-650 мм і більше. На крайньому сході зони їх випадає не більше як 500 мм. Кількість опадів в окремі роки може помітно змінюватися. Так, на крайньому заході Лісостепу іноді випадає понад 1000 мм, а на сході - до 750 мм. Найменша річна кількість опадів становила до 300 мм на заході і близько 250 мм на решті території. Протягом зими опадів буває небагато: в західних районах 173-200, у центральних та східних 150-175 мм. Від весни до літа кількість їх збільшується.

Опади теплого періоду (квітень-жовтень) мають особливе значення для сільського господарства. Кількість їх у середньому становить 350-400 мм, а на крайньому заході зони - понад 500 мм. Літні опади нерідко випадають у вигляді сильних злив, які завдають великої шкоди сільському господарству. У середньому за рік кількість днів з опадами становить на півночі зони 160-135 днів, а з опадами не менше 5 мм 30-40 днів.

У період вегетації по всій зоні майже щорічно спостерігаються бездощові періоди. Тривалість окремих бездощових періодів у західних районах досягає 18-20, а в південних та східних - 25 днів. Загальна кількість посушливих днів протягом вегетаційного періоду дуже нестійка. Вона змінюється з року в рік залежно від характеру переважаючих циркуляційних процесів.

Майже по всій території Лісостепу спостерігаються суховії. Особливо часто, причому досить тривалі (понад 15 днів), вони бувають у східних та південних районах, у західній частині зони із суховіями в середньому буває близько 4 днів. Суховії майже завжди спостерігаються при тривалому бездощів'ї, коли відносна вологість повітря знижується до 30% і нижче, температура його підвищується до 25°С і більше, а швидкість вітру становить не менше ніж 5 м/с. Ступінь шкідливості цього явища визначається його інтенсивністю та станом розвитку рослин. У центральних та східних районах зони в окремі роки спостерігаються пилові бурі тривалістю в середньому до 5 днів.

Вологозабезпеченість основних сільськогосподарських культур. Вологозабезпеченість рослин в основному визначається відношенням кількість вологи, яка є в ґрунті, до тієї кількості, яка потрібна для нормального розвитку рослин. Установлено, що запаси продуктивної вологи незалежно від ґрунтово-кліматичних умов до 5 мм в орному шарі ґрунту під час сівби не дають сходів, при запасах 10 мм сходи з'являються, проте вони починають частково засихати і стають дуже зрідженими. При запасах 11-20 мм умови для появи сходів задовільні, а при запасах понад 20 мм завжди з'являються дружні сходи.

Показники запасів продуктивної вологи свідчать, що в західних районах Лісостепу в орному шарі ґрунту їх завжди достатньо в період сівби озимої пшениці. В центральних та східних районах зони кожні два роки з десяти запаси вологи в цей період бувають незадовільними. Осінньо-зимові опади збільшують запаси вологи під пшеницею, але по-різному, залежно від водно-фізичних властивостей ґрунтів. Навесні після відновлення вегетації озима пшениця, маючи на цей час досить розвинену кореневу систему, використовує воду в метровому шарі ґрунту.

Можливість запасів продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту в кількості 90-150 мм у західному Лісостепу становить 90-100%, у центральному та східному - 65-80%. Виняток становлять південно-східні райони Лісостепу, де імовірність воло-гозапасів становить менше ніж 50% років.

Для зернових достатніми запасами вологи в метровому шарі ґрунту для періоду цвітіння - воскова стиглість є не менше 80 мм, задовільними 40-80, незадовільними 30-40 мм. Надмірне зволоження (понад 150 мм у шарі 0-100 см) призводить до по-лягання хлібів і розвитку хвороб. Можливість достатніх та задовільних вологозапасів під озимою пшеницею в цей період у західному Лісостепу становить 100%, центральному - 95, східному - 90%.

На період сівби ранніх зернових культур вологозапаси орного шару ґрунту майже не бувають нижчі від 30 мм. Для доброго розвитку ярих культур у період третій - четвертий листок досить понад 20 мм продуктивної вологи в орному шарі. У західних та центральних районах зони такі запаси вологи бувають щорічно, а в східних - у дев'ять років з десяти. Після укорінення ярих зернових культур у період вихід у трубку - колосіння при запасах вологи 0_100 см у шарі менше ніж 45 мм стан рослин погіршується, а при запасах 45_65 мм залишається без змін, понад 80 мм - покращується. У західних районах запаси продуктивної вологи понад 80 мм забезпечені щорічно, а в центральних і східних майже щорічно запаси її становлять понад 45 мм.

У районах недостатнього зволоження озимі культури, добре розвиваючися з осені, більш продуктивно, ніж ярі, використовують ранні весняні запаси вологи в метровому шарі ґрунту.

Ще менш продуктивно використовує весняні запаси вологи кукурудза, строк сівби якої за умовами теплозабезпеченості настає пізніше. За час до сівби цієї культури волога на полях випаровується непродуктивно. В результаті в період найбільшого використання її (викидання волоті - цвітіння) запаси продуктивної вологи в метровому шарі під кукурудзою лише в західних районах відповідають її нормативним вимогам.

Однією з основних культур у зоні Лісостепу є цукрові буряки. Ця культура вологолюбна, але завдяки добре розвинутій кореневій системі здатна використовувати вологу з глибоких горизонтів і порівняно стійка до посухи. Наявність в орному шарі ґрунту вологи близько 30_40 мм забезпечує дружні сходи буряків. Найбільшу кількість води вони використовують у липні-серпні. Для одержання максимального врожаю за цей період потрібно 300_320 мм вологи, а за весь період вегетації - близького 450_500 мм. Зменшення запасів вологи на 3_5 мм знижує врожай на 1_3 ц/га. Найкращий стан рослин спостерігається при запасах вологи 140_160 мм у метровому шарі ґрунту. Якщо її менше 90 мм, то врожай знижується приблизно вдвічі порівняно з максимальним його значенням.

Агрометеорологічна характеристика весняних польових робіт. Основні весняні польові роботи починаються при настанні спілості ґрунту, що в середньому припадає в південній частині зони на 1_5 квітня, а в північній - на 5_10 квітня. Супіщані ґрунти підсихають на 5_10 днів раніше, ніж середньосуглинкові, а важкосуглинкові, навпаки, на 5 днів пізніше. Строки настання спілості ґрунту в західних та східних районах мало відрізняються, лише в південній частині Сумської області і північних районах Харківської вони затягуються до початку другої декади квітня.

При визначенні строків сівби, крім стану вологості ґрунту, слід враховувати і його температурний режим. Порівнюючи середні дати сталого прогрівання ґрунту на 5, 10 і 15°С на глибині 10 см з датами настання фізичної спілості ґрунту, можна помітити, що в північній частині зони перехід температури через 5°С настає на 2_4 дні пізніше від спілості ґрунту, при якому умови для польових робіт помітно погіршуються, а сходи затримуються. У зв'язку з цим при сівбі теплолюбних культур не завжди доцільно чекати встановлення оптимальних температур, щоб не втратити вологу з ґрунту.

Отже, сівбу ранніх ярих зернових культур та цукрових буряків вісім років з десяти доцільно проводити в східних лісостепових районах Харківської, Полтавської та Київської областей у другій декаді квітня, а в західних областях, де вологість ґрунту завжди достатня, краще сіяти в пізніші строки, а саме - в третій декаді квітня.

Агрокліматичні умови для післяжнивних та післяукісних культур. Після збирання озимих та ранніх ярих зернових культур до кінця вегетаційного періоду в зоні Лісостепу залишаються ще значні теплові ресурси. В західних районах суми невикористаних активних температур становлять 1100-1200°С, а в центральних та східних - 1300-1400°С. Тривалість періоду від закінчення збирання озимих та ярих культур до дати переходу середньої добової температури через 10°С восени становить в межах зони 60-80 днів, а період вегетації холодостійких культур - близько 100 днів.

Протягом цього періоду тепла цілком достатньо для визрівання найбільш скоростиглих сортів вівса, ячменю, гречки, гороху, а також для розвитку рослин до стану кормової стиглості (фаза цвітіння) середньостиглих сортів цих культур. Достатньо його і для вирощування деяких овочевих культур.

Ступінь вологозабезпеченості в період сівби післяжнивних культур теж не може бути перешкодою для їх вирощування. Проте необхідно враховувати, що умови вологозабезпеченості після ярих зернових гірші ніж після озимини.

Теплозабезпеченість післяукісних культур, які сіють після збирання на зелений корм кукурудзи, озимого жита, вико-вівса та інших, краща, бо строки їх сівби настають значно раніше, ніж строки сівби післяжнивних культур.

Вцілому в лісостеповій зоні України ресурси тепла і вологи цілком достатні для вирощування післяжнивних і особливо післяукісних культур, що є одним з важливих засобів повного використання агрокліматичних факторів зони. Набір післяжнивних і післяукісних культур та їх чергування залежить від зони, спеціалізації господарства, рівня агротехніки, а також погодних умов року.