Землеробство - Гудзь В.П. - Агрокліматична характеристика зони Степу

Агрокліматична характеристика зони Степу

Степова зона України займає південну та південно-східну частини України і становить 46,5% площі сільськогосподарських угідь країни. За умовами ґрунтового покриву, теплового режиму та зволоження території зону поділяють на північну та південну підзони. Природною межею між ними є лінія переходу чорноземів звичайних у південні.

Північний Степ. До підзони входять Дніпропетровська, Луганська, Донецькі області, південні та південно-східні райони Кіровоградської, Полтавської і Харківської областей, північні райони Миколаївської, Херсонської та Запорізької областей, північна і центральна частини Одеської області.

Клімат підзони континентальний. Середньомісячна температура повітря в січні перебуває в межах - 4 ь 8°С, у липні - від 21 до 23°С. Середньомісячна кількість опадів 425-450 мм. Розподіляються вони протягом року нерівномірно, бездощові періоди часто тривають 25-30 днів. Високі температури при низькій відносній вологості повітря нерідко спричинюють посуху, особливо в другій половині літа. Сильні вітри призводять до дефляції ґрунту. Рельєф зони переважно рівний порушений по околицях Донецьким кряжем і відрогами Середньоросійської, Приазовської та Подільської височини.

Південний Степ об'єднує південні та південно-західні райони Одеської області, південні райони Херсонської області та Автономну Республіку Крим. Для цієї під-зони характерні температури повітря в літні місяці, низька відносна вологість повітря, часті суховії, ґрунтові та повітряні посухи. У січні середня температура повітря становить від мінус 1,5 до мінус 5°С, у липні від 23 до 24°С. Середньорічна кількість опадів становить 300-450 мм, з них у теплий період року - 200-250 мм, часто у вигляді злив, які супроводжуються градом, грозою чи бурею, що завдають значної шкоди сільському господарству. Бездощові періоди різної тривалості протягом року можуть тривати понад 40 днів.

На більшій території Степу характерні бурі. Особливо часто вони повторюються в Херсонській, Миколаївській і Запорізькій областях, у центральних районах Криму і східних районах Луганської області.

Серед різноманітних природних багатств вагоме місце займають кліматичні ресурси. Від їх відповідного використання значною мірою залежать результати господарської діяльності людини. Встановлено, що одержувати високі врожаї можна лише в разі застосування сільськогосподарських культур на належному агротехнічному рівні з урахуванням особливостей погоди та клімату.

Комплексна оцінка закономірностей формування врожаю рослин у системі ґрунт - рослина - атмосфера, його прогнозування та програмування можливі лише на підставі кількісної оцінки кліматичних факторів.

Ґрунтовий покрив Степу. Степова зона розміщена на південь від Лісостепу. Вона простягається з південного заходу на північний схід на 1100 км, а з півночі на південь - до 500 км. Загальна територія Степу 25 млн. га (40% території республіки), сільськогосподарські угіддя займають 16,4 млн. га з яких рілля 13,3 млн. га, або 82%. Зона розташована на території Одеської, Миколаївської, Херсонської,

Кіровоградської, Запорізької, Донецької, Дніпропетровської, Луганської областей та АР Крим.

Рельєф зони не одноманітний. Це зумовлено тим, що українські степи розміщені на чотирьох різних за будовою геоморфологічних рівнях: бузько-дністровському, донецькому, придніпровському і причорноморському. Їхня структура, висота і характер поверхні та генетична різноманітність визначилися своєрідністю неотектонічних та екзогенних процесів. У центральній і південно-західній частинах зони розкинулась плоска або незначно розчленована неглибокими балками Причорноморська низовина. Характерними для чорноморського степу є поди - западини площею до кількох гектарів і більше, що простяглися в південно-західному напрямку з пологими лівими і досить крутими правими схилами. Північна частина зони на Правобережжі Дніпра розчленована відрогами Придніпровської височини, на Лівобережжі в її межі заходять південні окраїни Придніпровської низовини. На північному заході розчленований глибокими балками рельєф визначили південні відроги Подільської і Центрально-молдавської височин. На сході зони Донецька і Приазовська височини порізані глибокими річковими долинами.

Ґрунтоутворювальними породами в Степу є лесоподібні, алювіальні, озерні, сольові, делювіальні, пролювіальні відклади. Серед них важлива роль належить лесам, які шаром 10-30 м вкривають територію Степу, за винятком молодих терас річкових долин та місць активної сучасної денудації. Для порід властивий важкосуглинковий гранулометричний склад, пористість, карбонатність.

Рослинність степової зони, під впливом якої сформувався ґрунтовий покрив, представлена трав'яною формацією - головним чином багаторічними сухолюбними видами. Серед них переважають ковила, типчак, кореневищні злаки, а також дводольні та ефемери. Деревна рослинність трапляється лише в глибоких долинах, на заплавах річок, чагарники - в ярах і балках.

Ґрунтотворні процеси в цій зоні тривалий час визначались особливістю накопичення і розкладу органічної маси степової рослинності. Із загального щорічного надходження 25-30 т/га органічної маси більше ніж 75% її у вигляді відмерлих коренів накопичується у верхніх ґрунтових горизонтах. Завдяки порівняно короткому циклу розвитку трав'яних рослин кругообіг мінеральних речовин під їхнім покривом у кілька разів більший порівняно з лісовими.

У степовій зоні сформувались чорноземи звичайні, які займають 66,3% серед сільськогосподарських угідь і 66% серед орних земель, та чорноземи південні - відповідно 20,2 і 22,7%.

Чорноземи звичайні залежно від природних умов ґрунтотворення за глибиною і рівнем гумусованості гумусних горизонтів поділяються на глибокі середньо- і мало-гумусні, середньоглибокі середньо- і малогумусні та неглибокі малогумусні.

Ці ґрунти мають високу природну родючість. В них порівняно великі запаси основних поживних елементів. Вміст азоту в межах 0,17-0,24%, причому більшість його міститься в шарі 0-50 см , де розташована основна маса кореневої системи. Запаси фосфору (0,13-0,15%) зосереджені переважно у верхньому гумусному горизонті як результат біологічної акумуляції, причому серед них переважають важкорозчинні, малодоступні для рослин сполуки з кальцієм. Чорноземи звичайні добре забезпечені калієм, в тому числі й рухомими та обмінними формами. Сума ввібраних основ - до 40, гідролітична кислотність 1,0-2,5 мг.-екв. на 100 г ґрунту. Ступінь насичення основами понад 95%.

Чорноземи звичайні глибокі середньогумусні на лесах поширенні в північній частині Степу та на Донецькому кряжі, займають міжрічкові ділянки та пологі схили. Їхній профіль подібний до чорнозему типового, але гумусований на меншу глибину. Орний шар пилувато-грудочкової структури, пухкий, перехід до наступного горизонту поступовий.

Чорноземи південні розповсюдженні переважно на Причорноморській низовині на схід від Дністра; на них припадає 3322 тис. га, в тому числі ріллі 3031 тис. га, або 91,2%.

Для чорноземів південних характерна диференціація профілю: виділяється ущільнений горизонт, збагачений на мулисту гранулометричну фракцію, а його ви-раженість зростає з півночі на південь.

Гумусованість профілю значною мірою залежить від географічного положення і гранулометричного складу ґрунтоутворювальної породи. Вміст гумусу у важкосу-глинистих і легкоглинистих ґрунтах становить 3-3,5%, середньо-суглинистих 2-3%, легкосуглинистих і супіщаних 0,4-2%.

За гранулометричним складом серед південних чорноземів переважають важко-суглинисті та легкоглинисті (86,1%), середньо- (10,4%) і легко-суглинисті (1,8%), супіщані (1,7%) площі ґрунтів сільськогосподарських угідь. Ці ґрунти мають досить добру мікроструктуру. Серед мікроагрегатів переважають (78-90%) фракції >0,01 мм.

Чорноземи південні менш родючі, ніж чорноземи звичайні, оскільки в них менше гумусу та лужна реакція - рН 7,6-7,9. Загальний вміст азоту в межах 0,1-0,2, фосфору 0,1-0,15%, в тому числі рухомого від 4 до 12 мг, обмінного калію 0,3-1,2 мг на 100

г ґрунту.

Степові чорноземи давно зазнали антропогенного впливу. З введенням їх у сільськогосподарське виробництво, як і інших типів ґрунтів, змінився характер кругообігу речовин, органічних речовин надходить менше, ніж на природних угіддях. Крім того, розорювання та внесення добрив значно підвищили їх біологічну активність, що прискорює мінералізацію органічних решток і веде до поступової втрати гумусу.

Довготривалий обробіток ґрунтів Степу дещо погіршив структуру, вона розпилилася, втратила стійкість до руйнівної дії води. Пилувата фракція закупорює повітряні ходи, через що погіршується аерація, ґрунт ущільнюється, утворюються грудки, міцна кірка, яка в окремі роки затруднює появі сходів насіння. Тому родючість цих ґрунтів і придатність для вирощування сільськогосподарських культур значною мірою визначається рівнем їх окультурення, системи удобрення, обробітку, меліоративних заходів та структурою посівних площ.

У чорноземах звичайних внесення органічних і мінеральних добрив у нормах, що компенсують винесення поживних елементів з урожаєм, забезпечує їхню високу родючість. Високий вміст гумінових кислот, перевага їх над фульвокислотами зумовили добре забезпечення азотом, запаси якого в шарі 0-20см чорноземів звичайних глибоких досягають 4,0-5,6, середньоглибоких 4-5, а в шарі 0-50 см - відповідно10-11 і 8-10 т/га. Фосфору в цих ґрунтах міститься 0,13-0,15%, більше його у верхньому гумусному горизонті в органічних сполуках.

Чорноземи південні також мають порівняно високу потенційну родючість, високий вміст азоту, фосфору, калію та інших елементів, вони здатні забезпечувати високі врожаї районованих культур.

Сухий Степ України займає крайню південну частину Причорноморської низовини і прилеглу до неї вузьку смугу Кримського степу над Сивашем на площі 4,7 млн. га, в тому числі сільськогосподарські угіддя 1,8 млн. га, з них ріллі 1,2 млн. га, або 85%. Перехід від степової зони як з півночі в Причорномор'ї, так і з півдня Криму неширокий - до 25 км, де солонцюваті чорноземи переходять у темно-каштанові слабо-солонцюваті ґрунти.

Материнською ґрунтотворною породою тут є важкоглинисті і глинисті лесопо-дібні відклади. Причому залягають вони в декілька ярусів, чергуються з похованими ґрунтами. Підвищена концентрація розчинних солей у материнських породах чи похованих ґрунтах призводить до засолення і зниження продуктивності ґрунтового покриву цієї зони.

Сухостепові ґрунти утворилися за умов посушливого клімату, зрідженої трав'яної рослинності з поверхневою кореневою системою і висхідної течії ґрунтових вод, яка підтягувала до поверхні легкорозчинні солі.

Переважаючими ґрунтами в сухому Степу, на фоні яких сформувалися ґрунтові комплекси, є темно-каштанові, що займають 70,2% в сільськогосподарських угіддях, або 76% серед орної землі, та каштанові - відповідно 5,8 і 5,2%.

Характерною морфологічною ознакою темно-каштанових ґрунтів є диференціація профілю за елювіальним типом. Особливо вона добре помітна на цілинних ґрунтах, які не зазнали впливу агрокультури.

Гумус міцно зв'язаний з мінеральною частиною. В глинистих і важкосуглинистих каштанових ґрунтах кримського сухого Степу його міститься 1,7-3, а в легкосугли-нистих і супіщаних різновидностях Азово-Причорноморської смуги лише 0,7-1,5%.

Легкорозчинні солі і гіпс зосередженні на глибині 150-200 см, а на правобережжі Дністра навіть глибше. Реакція водного розчину нейтральна або слаболужна (рН водне 6,8-8,0). Ці ґрунти поділяються на слабо- і сильно- солонцюваті.

Каштанові ґрунти утворилися в найпосушливіших районах сухо- степової підзо-ни - на території, що прилягає з півночі і з півдня до Сиваша. Серед сільськогосподарських угідь зони їх площа 100 тис. га, з яких 80 тис. га перебуває в обробітку. Суцільних масивів вони не мають, а залягають у комплексі із солонцями каштановими. Профіль цих ґрунтів, на відміну від темно-каштанових, слабший і на меншу глибину гумусований. Солі вимиті на значну глибину (70-80 см), за ступенем солонцюватості поділяються на каштанові слабо- і сильносолонцюваті.

Окультурення та особливості використання ґрунтів сухого Степу. _Ґрунти сухого Степу, які перебувають в обробітку, зазнали докорінних змін. Елювіальність каштанових ґрунтів можна помітити тільки за крем'янковою присипкою на структурних агрегатах, а ілювіальний горизонт - за горіхуватою або призматичною структурою.

У процесі використання каштанових ґрунтів спостерігаються зміни в морфологічній будові лише у верхній частині профілю. В орному шарі руйнується зерниста і формується пилувато-грудочкувата структура, а підорний ущільнюється, стає чіткіше вираженою горіхувата.

Під впливом обробітку змінилися фізико-хімічні властивості цих ґрунтів. Внаслідок руйнування колоїдного комплексу зменшується ємність вбирання в орному шарі й підвищується в підорному. Мулиста фракція з верхнього шару перемістилася вниз по профілю. У прямій залежності від глинистих часток з поверхні до підорного шару зростає і загальна вбирна здатність. В окультурених ґрунтах завдяки вирощуванню насамперед зернових культур з часом зменшується сума обмінних катіонів, зокрема кальцію.

При освоєнні каштанових ґрунтів поступово змінюється їх поживний режим. Якщо в природних угіддях у верхньому горизонті (0-10 см) разом з органічною речовиною нагромаджується і значна кількість азоту, то при обробітку їх із зменшенням вмісту гумусу втрачаються і азотовмісні сполуки. У підорному шарі разом з нагромадженням гумусу підвищується і вміст азоту. В орних ґрунтах за рахунок оптимізації мікробіологічних процесів поліпшується фіксація азоту з повітря. Що ж до рухомих, доступних для рослини азотистих сполук, то їх у розораному ґрунті виявляється значно менше, ніж на цілині. В темно-каштановому ґрунті в паровій сівозміні вже через п'ять років використання азоту, що легко гідролізується, міститься 11 мг/кг проти 108 на цілині і 65 мг/кг у травопільній сівозміні. Ця різниця зумовлена нерівномірністю мінералізації природних запасів гумусу за різних умов використання ґрунту.

Аналогічна залежність спостерігається і з динамікою фосфору в основних ґрунтах. Фосфатний режим орного шару окультурених ґрунтів значною мірою визначається не тільки характером використанням природних запасів, а й системою удобрення, особливістю перетворення внесених добрив.

Калійний режим для більшості каштанових ґрунтів склався досить сприятливо. Це зумовлено значним вмістом калію в мінералах материнської породи, тому валові запаси його досягають 2,1-2,3%. За тривалий час використання загальний вміст калію змінився мало, але водорозчинних його сполук помітно зменшилося.

Поліпшення засолених ґрунтів пов'язано із складними меліоративними заходами, які потребують значних матеріальних витрат.

Використання солончаків і сильно засолених ґрунтів можливе лише після промивання їх прісною водою. Найкраще це робити в осінньо-зимовий період, коли підґрунтові води найглибше, а випарування з поверхні найменше. При цьому дуже важливо правильно встановити норму води для поливу, не допустити з'єднання її з підґрунтовою, яка може підніматися вгору капілярами і призводити до поверхневого засолення. Промивні води відводяться з поля за допомогою дренажу.

У солонцях на глибині 20-40 см залягає ущільнений горизонт, у якому нагромаджуються вимиті з верхніх шарів колоїди і мулисті частини. Цей горизонт не пропускає води і повітря, внаслідок чого створюється несприятливий водно-повітряний режим для коріння рослин.

Поліпшення солонців можливе в разі поєднання хімічної і біологічної меліорації та агротехнічних заходів. Необхідно витіснити катіони натрію з ГПК кальцієм, внаслідок чого зменшиться дисперсність колоїдів та поліпшиться структура ґрунту. Це досягається внесенням гіпсу.

Для біологічної меліорації використовують люцерну, буркун, лисохвіст. Вони глибокою кореневою системою піднімають сполуки кальцію з нижніх горизонтів, який потім витісняє натрій із вбирного комплексу.

Ефективною в поліпшенні солонців є плантажна оранка, за допомогою якої на поверхню із значної глибини виорюється гіпсовий горизонт. Крім того, відбувається дегідратація колоїдів і фізичні властивості солонців значно поліпшуються. Під таку оранку необхідно вносити органічні добрива.

Особливість меліоративних і агротехнічних заходів та їх економічна доцільність визначається ступенем солонцюватості ґрунту, глибиною залягання карбонатів, гіпсового і сольового горизонтів та інших факторів.

Продуктивність ґрунтів сухого Степу визначається насамперед забезпеченістю посівів польових культур вологою. Тому агротехнічні заходи повинні бути спрямовані на нагромадження, збереження чистих парів, посів куліс із високостеблових культур, безполицевий обробіток ґрунту. Вирішальним фактором у підвищенні родючості ґрунтів цієї зони є зрошення.

Сонячна радіація. Рослини використовують сонячну енергію протягом усього свого життя. При чому Сонце діє на рослин не тільки безпосередньо, а й через нагрівання ґрунту і повітря.

Для характеристики сонячного режиму певного району потрібно зважати також на таку характеристику, як тривалість сонячного сяяння. Це час, протягом якого сонце не було закрите хмарами і його промені безпосередньо досягали земної поверхні.

Рослини потребують якісного тривалого денного освітлення. Без світла практично не можна їх вирощувати. Ті, що вирощені при малому освітленні характеризуються низьким вмістом хлорофілу, поживних речовин, цукрів, азотистих сполук, мікро- та макроелементів, вітамінів. В умовах затінення збільшується висота рослин, але ослаблюється кущення, знижується маса надземних органів, погіршується розвиток кореневої системи. Недостатня кількість освітлення зі значною хмарністю є причиною слабкості, диференціації тканин рослини, вони занадто витягуються, що часто призводить до переростання та вилягання зернових культур, а коренеплоди та бульбоплоди при цьому слабко розвиваються.

Сонячна радіація помітно впливає на хімічний склад рослин. При достатньому освітленні рослини і посіви формують високу врожайність доброї якості. Так, зерно сільськогосподарських культур містить більше білка, клейковини, мінеральних речовин, вітамінів. Вміст цукру в коренеплодах і плодах овочевих, баштанних культур зростає із збільшенням кількості сонячних днів протягом вегетаційного періоду.

Однією з важливих характеристик радіаційного режиму є тривалість сонячного сяйва. Знаючи річний хід сонячного сяйва, можна провести вчасну сівбу та здійснити інші технологічні елементи.

Тривалість сонячного сяйва в Степу становить 2000-2200 годин (найбільша вона в середньому за рік 2150-2450 годин) спостерігається в Криму і на узбережжі Чорного та Азовського морів.

Найбільш сонячним є період травень-серпень (в Криму до 70-75%), а найменш сонячними є листопад-лютий (в Криму 17-32%).

У північному Степу мінімальні значення тривалості сонячного сяйва становлять до 35-45 год (15-20% можливої), а в південному збільшуються до 45-60 год (19-25% можливої).

У житті сільськогосподарських культур важливу роль відіграє сонячна радіація і для умов зони Степу вона має свої особливості.

У річному ході найбільше зростання сумарної радіації спостерігається від зими до весни. У березні сумарна радіація збільшується порівняно з лютим від 44-48% на півночі до 38-40% у південному Степу, зокрема в Криму. Найістотніше зменшення її (на 35-45%) спостерігається від жовтня до листопада і зумовлено зменшенням прямої радіації. Добові суми сумарної радіації більші, ніж за умов хмарності: у грудні у 2,0-2,7 разу, у червні - в 1,2-1,4 разу. Добові суми збільшуються від грудня до червня в 5-7 разів. За ясної погоди добова і річна динаміка сумарної радіації проста - з одним максимумом у близькополуденні години протягом доби і максимумом улітку протягом року.

У сільському господарстві використовують ряд науково обґрунтованих агротехнічних заходів для регулювання, збільшення або зменшення кількості сонячної радіації, одержуваної окремою рослиною. Серед них поширені: проріджування посівів, зменшення або збільшення норми висіву, напрямку сівби, насадження куліс, сумісні посіви, екранізація рослин захисною плівкою, додаткове штучне освітлення тощо.

Рослинні ценози - це складна оптична система, яка здатна перерозподіляти потік сонячної енергії. Основним фактором, від якого залежить поглинання і пропускання ФАР, є відношення площі листової поверхні до площі поля. Встановлено, що найбільше ФАР поглинається тоді, коли площа листової 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 посівах. Для кожної культури вона різна. Оптимальна густота стояння для озимої пшениці становить 3-3,5 млн. шт./га (табл. 52), ярих зернових 3,5-4, кукурудзи на зерно 45-55, цукрових буряків 80-100, картоплі - не менше ніж 50-60 тис. шт./га.

У збільшенні поглинання сонячної радіації важливе значення має спосіб сівби. Для рівномірного використання сонячного світла застосовують сучасні способи сівби: пунктирні, вузькорядні, смугові, перехресні. Зернові хліба не можна висівати дуже густо, щоб рослини не затінювали одна одну і внаслідок цього не вилягали. Льон, навпаки, висівають густіше, щоб стебла були тонші, із кращою якістю волокна. При вирощуванні просапних культур важливе значення має вчасне прорідження рослин, якщо з цим запізнитися, то рослини від нестачі світла "стікають". Для поліпшення світлового режиму необхідно вчасно знищувати бур'яни, оскільки вони забирають у культурних рослин, крім поживних речовин і води, багато світла.

Таблиця 52

Поглинання ФАР посівами озимої пшениці, МДж га/хв. (за даними В. П. Гудзя)

Температурний режим. Життєдіяльність рослин можлива лише тільки в межах певного інтервалу температур. Потреба в теплі неоднакова в різних культур і в однієї рослини протягом періоду розвитку. Для кожної фази росту і розвитку рослин існують мінімальні, оптимальні і максимальні температури.

Протягом року показники температури відрізняються між собою. Середня температура повітря найхолоднішого місяця - січня коливається від мінус 8°С на північному сході зони до мінус 2°С на південному заході та в степовій частині Криму. Абсолютний мінімум температури змінюється від мінус 42°С до мінус 20°С, вони бувають один раз на 50-60 років. Середньодобова температура лютого наближається до січневої. Зима характеризується тривалими та інтенсивними відлигами з підвищенням температури до 15-18°С.

Зима в Степу нестала, з частими відлигами, інколи температура підвищується до + 10-15°С. Сніг тане, частина ґрунту цілком розмерзається, збагачуючи його вологою. За зимовий період буває 6-7 таких глибоких відлиг.

Весна починається найраніше на півдні Одеської області - 17 лютого та в степовому Криму - 21 лютого. На півночі весняні процеси (перехід температури через 0°С, розмерзання ґрунту) настають пізніше - на Херсонщині 2 березня; на Кірово-градщині 14 березня; в Луганській області 16 березня; на Донецькому кряжі 25 березня. Починаючи з березня температура кожного наступного місяця підвищується на 4-8°С, а влітку на 1,5-4°С. Влітку спостерігаються високі і сталі температури без значних змін на території зони. Середня температура найтеплішого місяця - липня на півночі зони становить 21 °С, а на півдні 23°С. Абсолютні максимуми температури досягають 39-41°С.

У період зерноутворення (третя декада червня - перша декада липня) середньодобова температура на півночі зони становить 18,5-22°С, на півдні 19,5-23°С. Ймовірність високих температур (25-30°С) при таких середніх багаторічних температурах становить 4‑17%.

Перехід середньодобової температури повітря до плюсових температур у Південному Степу припадає на першу декаду березня, за винятком південно-західних районів Одеської області та Криму, де цей перехід відбувається в третій декаді лютого. Тривалість періоду з плюсовими температурами у східних районах зони дорівнює 240 днів, а в крайніх південно-західних районах і в Криму - 305, на решті території 250-280 днів.

Початок вегетаційного періоду, який приблизно збігається з переходом середньодобових температур через УС, у південному Степу настає в кінці березня, в північному Степу - на початку квітня. В сільськогосподарському виробництві важливо враховувати перехід температури повітря через 0, 5, 10 і 15°С.

Для більшості районів північного Степу морозонебезпечний період навесні триває 10-20 днів. У районах з розчленованим або підвищеним рельєфом він затягується до 20 днів і більше за рахунок пізніших строків закінчення весняних заморозків. У теплішому південному Степу морозонебезпечний період не перевищує 10 днів. Початок періоду з середньою добовою температурою вище 15°С, що збігається з початком най-інтенсивнішої вегетації, в зоні Степу припадає на другу декаду травня, а кінець цього періоду в північному Степу - на другу і в південному - на третю декаду вересня.

Для визначення теплозабезпечення сільськогосподарських культур найчастіше користуються сумами середньодобових температур вище 10°С (сумами активних температур). Середні багаторічні суми активних температур у північному Степу коливаються від 2900 до 3100°С, а в південному - від 3200 до 3500°С. Суми цих температур з імовірністю до 90% дещо менші; в північному Степу вони становлять 25503000°С, а в південному - 3000-3200°С.

Отже, на півночі зони щороку можуть достигати середньостиглі та середньопізні, а на півдні - й пізні сорти кукурудзи, винограду та інших теплолюбних культур. Цих ресурсів тепла достатньо для вирощування післяжнивних культур. Проте умови зволоження тут дуже обмеженні, тому вирощування післяжнивних культур може бути адаптованим лише за умов зрошення.

Вологозабезпечення культур. Вода є регулятором температури рослини: волога випаровується через листки, що знижує температуру і запобігає перегріву рослин. Близько 0,2-0,3% увібраної рослинами води витрачається на утворення маси рослини, а понад 99% випаровується, забезпечуючи транспортну роль і теплозахисний ефект. Випарування води листками та іншими надземними органами називається транспірацією. Завдяки транспірації в клітинах листків виникає всисна сила, яка забезпечує переміщення води з розчиненими в ній речовинами від коренів до листків. Якщо процес випарування води рослиною переважає надходження її з ґрунту, рослина втрачає тургор і в'яне. У такій рослині знижується інтенсивність фотосинтезу, посилюються процеси гідролізу і розкладу органічних речовин, бо порушується узгодженість дій ферментів.

Ступінь відповідності потребам рослин для формування високих урожаїв запасів продуктивної вологи, яка є в ґрунті, називають вологозабезпеченістю рослин. Для багатьох культурних рослин велике значення має зволоження орного шару ґрунту (0-20 см), де розміщена основна маса кореневої системи. Зниження запасів продуктивної вологи в цьому шарі нижче 20 мм починає негативно впливати на формування врожаю.

Для оптимального проходження біологічних процесів сільськогосподарські рослини потребують певної кількості засвоюваної вологи. Не завжди ця кількість відповідає потребам. Надмірна зволоженість порушує повітряний режим, внаслідок чого пригнічується розвиток рослин. Але в степовій зоні вологозапаси частіше бувають недостатні, а ґрунтові пори надмірно заповнені повітрям. Рослини пригнічуються надмірним висушуванням і при різкій нестачі вологи гинуть. Таким чином, вологозабезпеченість в основному визначається співвідношенням кількості вологи, яка є в ґрунті, і тієї кількості, яка потрібна для нормального розвитку рослин.

Встановлено, що запаси продуктивної вологи до 5 мм в орному шарі ґрунту під час сівби не забезпечують сходів, при 10 мм запасах сходи з'являються, проте вони починають частково засихати і дуже зріджуються. При запасах 11-20 мм умови для появи сходів задовільні, а при запасах понад 20 мм завжди з'являються дружні сходи.

У зоні Степу величину врожаю озимої пшениці дуже часто вирішують запаси продуктивної вологи в період сівби. Незадовільні запаси продуктивної вологи в орному шарі ґрунту в період сівби озимої пшениці по чистому пару в північному Степу бувають приблизно в один, а в південному - в один-два роки з десяти. Після непарових попередників у цей період вони бувають відповідно один раз на 4-5 і 6-7 років з десяти.

Отже, на непарових попередниках і на зайнятих парах треба застосовувати всі заходи, щоб нагромадити і зберегти якнайбільше вологи в ґрунті.

З початком весняної вегетації озима пшениця, маючи на цей час розвинену кореневу систему, починає використовувати вологу з метрового шару ґрунту. Осінньо-зимові опади збільшують запаси вологи в ґрунті, завдяки чому навесні в період відновлення вегетації озимої пшениці в більшості випадків запаси вологи в метровому шарі ґрунту після пару і непарових попередників мало відрізняються.

Запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту 90-150 мм і більше на час відновлення вегетації за нормальних погодних умов забезпечують добрий стан озимини; 60-90 мм - задовільний; запаси вологи менше ніж 60 мм не забезпечують нормального розвитку рослин. Отже, весняні запаси вологи, що забезпечують добрий стан озимини як після парів, так і після непарових попередників, у північному Степу становлять 90-95, а в південному - 85-90%.

Можливість років із запасами вологи понад 90 мм в період сівби ярих культур у північному Степу становить 85, а в південному - 70%; задовільні запаси (60-90 мм) складають відповідно 10 і 20%, а незадовільні (менше ніж 60 мм) - 5-10%, тобто приблизно в один рік із десяти.

Користуючись даними про весняні запаси продуктивної вологи в ґрунті і виходячи з конкретних умов, які складаються, щорічно навесні можна уточнювати структуру посівів і співвідношення культур.

Міжфазний період вихід у трубку - колосіння є критичним у житті зернових культур. В цей час відбувається найбільший приріст вегетативної маси, у зв'язку з чим рослини потребують найбільшої кількості води. За даними наукових досліджень, сприятливі умови зволоження для росту і розвитку рослин створюються за таких запасах продуктивної вологи у метровому шарі: на легких ґрунтах - 70 мм, на важких - 150 мм. При запасах вологи понад 150 мм спостерігається посилений розвиток хвороб і вилягання рослин. Задовільними запасами продуктивної вологи для цього періоду вважається 50-70 мм, незадовільними - 30-50 мм.

Стан ранніх ярих зернових при запасах вологи в метровому шарі ґрунту менше ніж 45 мм погіршується. Добрими запасами продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту для періоду колосіння - молочна стиглість є 50-70, задовільними - 30-50, незадовільними - 20-30 мм.

Ймовірність добрих і задовільних запасів вологи під озимою пшеницею як після пару, так і після непарових попередників у північному Степу в період колосіння - молочна стиглість становить 85-90%, у південному - 65-85%, під ранніми ярими зерновими культурами - відповідно 80 і 70%.

Користуючись наведеними даними про можливі вологозапаси, а також враховуючи те, що інші метеорологічні фактори не є обмежуючими, можна мати уявлення про стан колосових культур у період від виходу в трубку до молочної стиглості, а разом з цим і про стан майбутнього врожаю. Озимі культури, розвиваючися з осені, продуктивніше використовують ранні весняні запаси вологи, ніж ранні ярі зернові.

Ще менш продуктивно використовує весняні запаси вологи кукурудза, строки сівби якої за умовами теплозабезпеченості настають пізніше. За час до сівби цієї культури волога на полях випаровується непродуктивно. Її можна зберегти лише за умов правильної агротехніки. Встановлено, що кукурудза протягом вегетації нерівномірно використовує вологу. Максимальна потреба її у воді настає за 10 днів до викидання волоті і через 20 днів після цього періоду.

Наведені дані свідчать про те, що в період найбільшої потреби кукурудзи у воді фактичні запаси продуктивної вологи в цьому шарі ґрунту в більшості років менші від тієї кількості, яка потрібна для нормального її розвитку. Тому в зоні Степу сталі врожаї кукурудзи на зерно можливі лише за умов повного забезпечення посівів вологою в другій половині літа.

Наукою і виробничою практикою доведено, що оптимальна вологість ґрунту для більшості рослин у період вегетації перебуває в межах 65-80% польової вологоємності. Різні культури характеризуються неоднаковими потребами до запасів вологи в різні періоди вегетації.

Дослідженнями встановлено, що найвищу врожайність різні рослини забезпечують за вологості: кукурудза на силос, овочеві культури, багаторічні трави - 80% НВ, озима пшениця, жито, ярі зернові, кукурудза на зерно, цукрові та кормові буряки, морква - 70, соняшник - 60% НВ.

У кукурудзи найвищий врожай зерна забезпечується при запасі 70-80 мм у шарі 0-50 см. Для картоплі оптимальні запаси продуктивної вологи в півметровому шарі досягають 60-70 мм.

Існують критичні періоди, коли рослини особливо чутливі до нестачі вологи. Зокрема зернові культури витрачають багато вологи під час кущення, але ще більше вологи вони потребують під час виходу в трубку і до кінця колосіння. У кукурудзи критичний період щодо потреби у волозі припадає на період цвітіння - молочна стиглість, у проса - утворення волоті - наливання зерна, у гречки - цвітіння. Коренеплідні і бульбоплідні найбільше потребують вологи під час утворення коренеплодів і бульб. Ці особливості необхідно враховувати при вирощуванні культур і застосовувати заходи щодо забезпечення вологою взагалі і в критичні періоди зокрема. Зважаючи на те, що на території зони Степу найбільші запаси вологи в ґрунті бувають у ранньовесняний період, з метою найбільш повної її використання культури потрібно висівати в якнайраніші строки.