Возделывание озимой пшеницы на примере Знаменского р-на Тамбовской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ

1.1 Постановка и описание научной проблемы, решаемой в рамках курсового проекта

1.2 Значение агрометеорологии

1.3 Разработка и внедрение новых методов агрометеорологических прогнозов урожайности сельскохозяйственных культур по территории РФ

1.4 Описание основных ожидаемых научных результатов

2. Основная часть

2.1 Общегеографические данные Тамбовской области

2.2 Рельеф и почвообразующие породы

2.3 Почвы области

2.4 Климат территории

2.5 Характеристики влагообеспеченности территории

2.6 Характеристики продуктивности климата

3. Практическая часть

3.1 Основная культура Тамбовской области

3.2 Морфологические и биологические особенности озимой пшеницы

3.3 Возделывание озимой пшеницы на примере Знаменского р-на Тамбовской области

3.4 Расчет термических условий (теплообеспеченности) вегетационного периода Тамбовской области

3.5 Критерии оценки засух

3.6 Оценка неблагоприятных для сельского хозяйства метеорологических явлений региона

Выводы и предложения

Список использованной литературы



ВВЕДЕНИЕ

Цель работы: оценить тепло- и влагообеспеченность территории, а также неблагоприятных явлений погоды и перезимовки культуры. Рассмотреть процессы формирования урожая с.-х. культур и функционирования агрофитоценозов под влиянием агрометеорологических условий. Разработать основные хозяйственные мероприятия и полевые работы.

Основные задачи следующие: дать практические рекомендации по совершенствованию агрометеорологического обеспечения сельского хозяйства. Проверить соответствуют ли погодно-климатические условия требованиям, предъявляемым данной с.- х. культурой. Составить основные приемы агротехники при размещении культур на территории.

Актуальность данной темы: в последнее время наблюдается существенный рост экстремальных параметров климата, что ведет за собой увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, что в свою очередь отразится на развитие и росте полевых культур, сопутствующих сорняков и площади посева под такими культурами, как пшеница, ячмень, подсолнечник, рис, соя. Так же это может негативно сказаться на качестве зерна, вызвав снижение уровня азотистых веществ , уменьшение содержания белка и питательности продуктов. В связи с этим, вопросы, связанные с правильным учетом биопотенциала земель, а также приемов его оптимизации, адаптацией определенных биологических групп растений под условия климата, приобрели особенную актуальность.

Значение: данная тема имеет высокую значимость на фоне изменяющихся условий климата и развития новой системы культуры земледелия. Необходимо как можно шире раскрыть этот вопрос для скорейшей адаптации сельского хозяйства данной области под погодные условия и оптимизации ведения земледелия.

1. АНАЛИЗ

1.1 Постановка и описание научной проблемы, решаемой в рамках курсового проекта

Климат оказывает исключительно большое влияние на жизнь и хозяйственную деятельность людей. Во второй половине XIX в. французский географ Элизе Реклю в своем классическом труде «Человек и Земля» писал о том, что далеко не вся суша Земли благоприятна для жизни человека. Он считал непригодными для жизни территории со среднегодовой температурой ниже --2°С. В нашей северной стране многие районы имеют среднегодовую температуру ниже этого значения, а на северо-востоке она достигает рекордных величин: --10...--16°С. Однако на территории России нет таких районов, где бы климатические условия служили непреодолимым препятствием для жизни и хозяйственной деятельности человека.

Районы с наиболее благоприятными для здоровья человека климатическими условиями используются для оздоровительных целей, здесь создаются климатические курорты. Климат должен учитываться при строительстве, при работе транспорта, но особенно он важен для сельскохозяйственного производства, для которого является одним из важнейших ресурсов. Поэтому большой интерес представляет производственная оценка климата, т. е. установление степени соответствия климата тем требованиям, которые предъявляются определенным видом деятельности или направлением хозяйства. Особенно большое значение имеет оценка климатических ресурсов для сельского хозяйства, т. е. агроклиматическая оценка. В разработке вопросов такой оценки и ее проведении большая заслуга принадлежит Д.И. Шашко. Им же выполнено агроклиматическое районирование, в котором нашли отражение и агроклиматические ресурсы современной России.

Агроклиматические ресурсы -- это свойства климата, обеспечивающие сельскохозяйственное производство. Определяющими для произрастания сельскохозяйственных культур являются тепло и влага, а также их соотношение, поэтому при агроклиматической оценке и районировании важнейшими показателями являются продолжительность периода со среднемесячной температурой свыше 10°С (периода активной вегетации), сумма температур за этот период и соотношение тепла и влаги (коэффициент увлажнения). В связи с огромным значением зимнего периода для сельского хозяйства России при ее северном положении Д.И. Шашко при агроклиматическом районировании учел также суровость зимы и высоту снежного покрова. Изменение всех этих показателей на территории России колеблется в довольно широких пределах, что обеспечивает возделывание весьма разнообразных сельскохозяйстенных культур: от льна-долгунца до чая, от подсолнечника и сахарной свеклы до риса и сои, хотя многие из них могут выращиваться лишь на очень небольших площадях.

При хозяйственном (и особенно сельскохозяйственном) освоении территории необходимо учитывать не только климатические ресурсы, но и неблагоприятные климатические явления, такие как засухи и суховеи, ураганы и пыльные бури, заморозки в вегетационный период и сильные морозы зимой, град и гололед, туманы и гололедицу.

Перечисленные природные являются причинами возникновения чрезвычайных ситуаций в Тамбовской области. Так, с октября 2002 по апрель 2003 года в ряде районов области из-за недостатка влаги в октябре и низких температур при малой толщине снежного покрова в апреле, погибли озимые сельскохозяйственные культуры на площади свыше 120 тыс. га. Ущерб составил 669 млн. рублей. Большие потери (около 770 млн. рублей) сельское хозяйство области понесло в результате неблагоприятных условий сложившихся в период с октября 2003 по август 2004 года. Лето 2010 года отличалось небывалой жарой 28 июля в Тамбове была зафиксирована самая высокая температура в России, которая составила +41,1°С. Следствием температурной аномалии стала жестокая засуха, которая нанесла значительный ущерб сельскому хозяйству области.

Таким образом можно сказать, что научная проблема данной работы заключается в совершенствовании, выведении на новый уровень системы агрометеообеспечения для поддержания и получения возможно высокого урожая в условиях нарастания континентальности климата, и увеличения количества неблагоприятных погодных явлений.

1.2 Значение агрометеорологии

Агрометеорология - это раздел метеорологии, изучающий метеорологические, климатические и гидрологические условия, влияющие на развитие сельского хозяйства. Сравнительно молодая наука, сформировалась в 50-х годах 20в.

Задачами агрометеорологии являются: с.-х. оценка климата и агроклиматическое районирование в целях наиболее рационального размещения с.-х. культур, сортов; обоснование отдельных приёмов и комплекса агротехнических мероприятий, их эффективности в данных климатических условиях; разработка способов борьбы с неблагоприятными явлениями климата и погоды; изучение изменений микроклимата с.-х. угодий. Большое практическое значение имеют исследования по установлению зависимости роста, развития и урожайности культурных растений от основных климатических факторов. Количественные выражения этих зависимостей принято называть агроклиматическими показателями (например, суммы температур, характеризующие потребность растений в тепле за период вегетации; количество влаги, необходимое для получения определённого урожая, и др.). Исследование распределения агроклиматических показателей по территории с учётом их повторяемости в длинном ряде лет (60--80) в конкретных районах позволяет установить степень соответствия потребностей с.-х. культур и их сортов климатическим условиям.

Поэтому основные исследования в данной работе заключаются в дальнейшей разработке теории комплексной оценки агроклиматических ресурсов территории, разработке комплексных агроклиматических показателей урожайности ведущих с.-х. культур и обоснования наиболее рационального их размещения; в обосновании системы агротехнических и мелиоративных мероприятий для устранения последствий неблагоприятных явлений климата (с учётом микроклиматических особенностей полей севооборота); в разработке методов применения агроклиматических данных для долгосрочных агрометеорологических прогнозов роста и развития с.-х. культур.

1.3 Разработка и внедрение новых методов агрометеорологических прогнозов урожайности сельскохозяйственных культур по территории РФ

В системе оперативного агрометеорологического обеспечения сельского хозяйства особая роль отводится агрометеорологическим прогнозам урожайности и валового сбора сельскохозяйственных культур. К началу 90-х годов ХХ века в системе Росгидромета сформировался комплекс методов оценок состояния и прогноза продуктивности посевов. Он состоял из множества методов, которые отличались друг от друга методической основой, набором исходной информации, заблаговременностью составления прогноза, масштабом территории посевов и технологией составления прогноза.

Основная цель разработки нового комплекса методов прогнозов урожайности - обеспечить оперативные подразделения Росгидромета современными методами агрометеорологических прогнозов в соответствии с планом выпуска оперативных прогнозов. Для решения этой задачи в объеме, планируемом по перечню сельскохозяйственных культур и субъектам РФ, предложена следующая технология разработки новых методов агрометеорологических прогнозов урожайности Разработка научно-методической основы агрометеорологических прогнозов урожайности сельскохозяйственных культур включает несколько этапов, начиная от теоретических исследований до создания прогностической модели «погода-урожай» и заканчивая внедрением методик.

Причинами, не позволяющими использовать (или использовать ограниченно) разработанные ранее методы агрометеорологических прогнозов в оперативной практике, явились:

· изменение статистической отчетности Госкомстата России (переход на урожайность в весе после доработки);

· сокращение числа агрометеорологических станций и объема наблюдений;

· нерепрезентативность осредненных данных агрометеорологических наблюдений вследствие сокращения станций-корреспондентов и объема наблюдений.

В современных условиях при разработке методов прогноза урожайности необходимо использовать:

· новые ряды урожайности сельскохозяйственных культур в весе после доработки;

· единую методическую основу для оценки условий формирования урожая различных сельскохозяйственных культур и составления прогнозов урожайности для всех сельскохозяйственных культур;

· универсальный объем исходной оперативной информации, обеспеченный системой наблюдений Росгидромета;

· возможность поэтапного прогнозирования;

· единые сроки оценок условий вегетации и формирования урожая сельскохозяйственных культур и составления прогнозов урожайности по сельскохозяйственной культуре;

· единую технологию, включающую оценку условий вегетации и составления прогнозов урожайности сельскохозяйственных культур.

В основу базовой модели продуктивности посевов сельскохозяйственных культур, предназначенной для целей агрометеорологического прогнозирования, положена модель «погода-урожай». Структура модели модифицирована под задачу оценки средних условий формирования урожая сельскохозяйственных культур по областям. Она удовлетворяет следующим условиям:

· описывает основные процессы жизнедеятельности растений (фотосинтез, дыхание, рост и распределение ассимилятов);

· учитывает влияние метеорологических факторов на формирование продуктивности посевов;

· предусматривает географическую изменчивость параметров модели;

· адаптирована к сокращенным объемам исходной информации без нарушения степени детализации математического описания основных процессов жизнедеятельности растений.

1.4 Описание основных ожидаемых научных результатов

Быстрый рост производства сельскохозяйственных продуктов возможен только при правильном, высокоэффективном использовании земли - главного средства производства в сельском хозяйстве. Для этого необходимо глубокое знание природных условий. Они влияют на все стороны сельскохозяйственного производства - на способы обработки почвы и ухода за растениями, сроки и дозы внесения удобрений, способы и сроки борьбы с болезнями и вредителями и прочее.

Однако учет природных условий и ресурсов - не простое дело. Сложность заключается в трудности совмещения климатических условий с требованиями сельскохозяйственных объектов, в частности с требованиями с.-х. культур.

Решение этих проблем в условиях меняющегося климата и увеличении его экстремальности может обеспечить безопасное функционирования агропромышленного комплекса на территории Астраханской области.

Результатом данной работы будет являться изучение и количественное описание процессов влияния погодных и климатических условий на рост, развитие и формирование урожайности посевов с.-х. культур.

Результаты могут дать обоснованное предположение о влиянии на состояние и продуктивность сельскохозяйственных растений ожидаемых агрометеорологических условий.

Итогом работы станут разработанные практические рекомендации по совершенствованию агрометеорологического обслуживания сельского хозяйства с использованием инновационных методов, направленных на грамотное использование земель.

Оценка тепло - и влагообеспеченности, неблагоприятных погодных условий и перезимовки поможет в определении стратегии адаптации агропромышленного комплекса к новым погодным условиям.

Применение методов статистической обработки, анализа агрометеорологических данных с помощью таблиц и графиков поможет выявить общие закономерности динамики местного климата.

Приведенные нормативные агрометеорологические показания по с.-х. культурам, количественные и качественные показатели, условия роста и развития помогут составить общую картину произрастания с.-х. культур на данной территории.

Методы оценки влияния метеорологических факторов и условий на состояние окружающей среды и отрасли сельского хозяйства составят общую структуру взаимодействия климата и земледелия.

Описание процессов возникновения неблагоприятных погодных явлений и их динамики, процессы перезимовки культур могут служить оценкой общей экстремальности климата данной территории.

А также выявление определенных закономерностей в основе радиационного, теплового и влажностного режимов и их влияние на процессы сельскохозяйственного производства.

2 

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Общегеографические данные Тамбовской области

озимый пшеница вегетационный тамбовский

Выгодное положение, неповторимые природно-климатические условия с древних времен определяю привлекательность Тамбовской области. Она находится в южной части Восточно-Европейской равнины. Занимает центральную часть Окско-Донской низменности и западные отроги Приволжской возвышенности, и входит в зону Центрально-Черноземного района. Средняя высота Окско-Донской равнины составляет 139 м над уровнем моря. Крайняя северная точка удалена от экватора на 5988км., аот северного полюса - на 4029км. От Атлантического океана более ,чем на 3000км . Протяженность территории с севера на юг составляет около 250 км, с запада на восток - 200 км. Географическое положение сказывается на климате области, он относится к умеренно-континентальному, что благоприятно сказывается на развитии сельского хозяйства . Координаты г. Тамбова, находящегося почти в центре области, 410201 в.д. и 520401 с.ш.

Рис.1 Тамбовская область на карте РФ

2.2 Рельеф и почвообразующие породы

Тамбовская область расположена в южной части Восточно-Европейской равнины и занимает в основном центральную часть Окско-Донской низменности и частично западные склоны Приволжской возвышенности. Кристаллический фундамент платформы архейского и протерозойского возрастов сложен магматическими (граниты) и метаморфическими (гнейсы, кварциты, кристаллические сланцы и др.) породами. Поверхность фундамента сильно наклонена к северо-востоку, так что глубина его в рабочем поселке городского типа Токаревка 346 м, а в селе Пересыпкино - более 2000 м от поверхности. Основание платформы разбито трещинами на отдельные глыбы, каждая из которых на протяжении длительной и сложной геологической истории самостоятельно поднималась и опускалась, что нашло отражение в современном рельефе территории. На кристаллическом фундаменте сразу залегает порода девонской системы, представленная преимущественно известняками, доломитами, мергелями, а также песчаниками и глинами. Это указывает на то, что в первую половину палеозойской эры эта поверхность была сушей, с которой осуществлялся снос осадков, а опустилась поверхность ниже уровня моря лишь в середине девонского периода. Породы девона залегают с наклоном к востоку, северо-востоку. Они обнажаются рекой Иловай на западе области, а на северо-востоке вскрываются только скважинами на глубине 250-300 м. К востоку нарастает мощность каждого из слоев девонского отложения. Каменноугольные известняки и глины встречаются на севере и северо-востоке, образуют толщу около 40-60 м на глубине 200-250 м от поверхности. С палеозойскими отложениями связаны горизонты подземных вод как пресных, так и минеральных. Важное значение в геологическом строении области имеют меловые отложения, представленные в основном морскими желтовато-серыми кварцевыми песками с прослойками глин, сопок, песчаников. Эти породы встречаются почти по всей территории области, мощность их увеличивается к востоку. Меловые породы вскрываются крупными реками - Воронежем, Цной, а на востоке области - даже оврагами и балками. В западной и южной частях области широко представлены неогеновые пески, серые глины. Они откладывались в мелководном море, в долинах и дельтах прошлых рек, лагунах. Многие геологи считают, что через территорию области с севера на юг, от Оки к Волге протекала крупная река, которую называют то Ергень-рекой, то Пра рекой, то Палеодоном. Отложения этой реки, аллювиальные пески, образуют слой от 5 до 100 метров и вскрываются реками Челновой, Польным Воронежем, Матырой, Савалой, Битюгом, Алабушкой и др. Все главные и второстепенные водоразделы, а также террасы и поймы рек сложены четвертичными породами. Особую роль среди них играют ледниковые отложения. В середине четвертичного периода территория области подвергалась одному или двум оледенениям. Ледник срезал существовавшие прежде неровности, доледниковые котловины озер, балки, речные долины, оставил слой морены из песков, глин с валунами и галькой неместных магматических и метаморфических пород. Средний слой ледниковых отложений достигает 10-15 метров толщины, но в отдельных местах увеличивается до 40-70 метров. На водоразделе Польного Воронежа, Матыры и Сухой Липовицы еще и сейчас заметна гряда из песка, оставленная ледником, так называемая Суренская озовая гряда. Таявший ледник оставил след в виде широких полос песков (зандров) в долинах рек Воронеж и Ворона. В бассейне реки Цна, имевшей сток на север и подпруженной таянием ледника, образовалось огромное полузастойное озеро, в котором откладывались слоистые пески и глины - озерные, ледниковое отложения. Летом, когда происходило таяние льда, талые воды разливались по междуречью, где оседали тонкие глинистые частички, давшие начало светло-коричневым и палевым лессовидным суглинкам, которые залегают у самой поверхности слоем 3-5 м. При таянии ледника и позднее образовались песчаные и суглинистые террасы рек, а в современную эпоху идет формирование аллювия на днищах долин, образование делювия на склонах. Всюду интенсивно проходит процесс почвообразования, накопления торфа в болотах.

Рельеф области - низменная равнина с преобладающей высотой около 150 м над уровнем моря, характеризуется абсолютным господством флювиальных (эрозионно-аккумулятивных) форм рельефа. Кроме крупных речных долин, все эрозионные формы и водоразделы имеют молодой послеледниковый возраст, небольшие перепады высот, преобладание тектонических опусканий, например, в настоящее время отмечена тенденция опускания на 6-10 мм в год Тамбовской равнины и подъём на такую же высоту Приволжской возвышенности.

2.3 Почвы области

Почвенно-географическое районирование Тамбовской области.

ПОДЗОНА СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ. До заселения и распашки на территории северной лесостепи преобладали смешанные и широколиственные леса и пятна луговых степей и остепнённых лугов на водоразделах. Поэтому обычными почвами здесь являются серые лесные, чернозёмы выщелоченные и оподзоленные. Коэффициент увлажнения составляет 0,8-1,0, то есть близок нейтральному. В подзоне северной лесостепи выделяются 4 физикогеографических района: Воронежский, Цнинско Воронежский, Цнинский и Вороно-Цнинский.

Цнинский район расположен в бассейне реки Цны и её притоков. На его территории располагаются восточные части Моршанского, Сосновского и Тамбовского районов, западные части Рассказовского, Бондарского и Пичаевского административных районов. Площадь5530 км2. Здесь широко распространены пески и супеси, отложенные в период оледенения, а затем перемытые реками и перевеянные ветром. Наиболее распространёнными формами рельефа являются долины рек и балки, дюны и котловины выдувания, слабоволнистые водоразделы.

Систематика почв: чернозёмные почвы имеют высоководопрочную зернистую или зернисто комковатую структуру, благодаря чему в них создается оптимальный водно-воздушный режим. Зимнее промерзание и летнее иссушение почвы способствует закреплению и усложнению гумусовых веществ. Формирование чернозёмных почв в условиях лесостепной зоны протекало под воздействием мощной травянистой растительности на карбонатной материнской породе (преимущественно лёссе и лёссовидных суглинках) при неустойчивом атмосферном увлажнении. Почвенный покров Тамбовской области связан с особенностями многих процессов - гумусообразования, гумусонакопления, биогенной аккумуляции, выщелачивания, лессиважа, иллювиирования, оглинивания и с проявлением географической закономерности, обусловленной высотой и экспозиционной дифференциацией ландшафтов, эродированностью почв

На высотах 240-270 м преобладают черноземы выщелоченные, на высотах 190-240 м - черноземы типичные среднемощные и мощные среднегумусные. В широких развитых равнинных пространствах типа плоскоместностей со средним относительным превышением их над днищами долин на 10-20 м размещены полугидроморфные, лугово-черноземные и гидроморфные луговые почвы. В отрицательных формах рельефа они с комплексами осолоделых, солонцеватых, засоленных и заболоченных почв. В приречных дренированных полосах - черноземы типичные мощные многогумусовые с явными признаками реликтового гидроморфизма

На Приволжской возвышенности с плакорным и склонным типом местности и средним относительным превышением водоразделов над днищами долин на 50-80 м доминируют автотрофные черноземы типичные среднемощные среднегумусные в сочетании с подтипом выщелоченными и серыми лесостепными почвами.

На самых низких уровнях - поймах рек - сформировались комбинации аллювиальных дерновых, аллювиальных луговых и луговоболотных, а также пойменно-лесных почв. Главной особенностью этих почв является развитие пойменных и аллювиальных процессов, то есть затопление полыми водами и принос ими взмученного материала в виде наилка (аллювия).

Поскольку основу естественной растительности в пойме представляют в основном луговые травы. Здесь дерновый почвообразовательный процесс является ведущим. Степень выраженности этого процесса определяется характером аллювиальных отложений, природой их гранулометрического и химического состава, а также особенностями водного режима в различных частях поймы в зависимости от степени затопления, глубины грунтовых вод.

Грунтовые воды залегают на больших глубинах. Леса занимают около 10 % площади и размещены в основном в северной части области, в бассейне р. Цна, а также узкой полосой по реке Ворона. Небольшие лесные массивы имеются на западе области, на территории Мичуринского района.

В этих же местах сосредоточены и серые лесные почвы. Подтипы светло-серые и серые претерпевали в большей степени воздействия лесной растительности и в меньшей - травянистой. Тёмно-серые образовались под ослабленным влиянием леса при более интенсивном воздействии травянистой растительности. Солоди встречаются в лесостепной и степной подзонах Тамбовской области. Развитие их приурочено к микрорельефным западинам, понижениям. Вследствие стекания снеговой и дождевой воды создаются условия повышенного увлажнения и промывания почвы. Они сформировались при длительном промывании и выщелачивании.

Профили основных типов почв :

1Дерново-подзолистыеА0 (Ад) - лесная подстилка, А1 - гумусово-элювиальный (дерновый) горизонт, А2 - подзолистый, А2В - переходный, В - иллювиальный, С - материнская порода.

2Серые лесныеА1 - гумусовый горизонт, А1А2 - гумусово-оподзоленный, А2В - переходный, В (В1, В2) - иллювиальный, ВС - переходный, С - материнская порода.

3Черноземы (оподзоленные и выщелоченные) А0 - степной войлок, Ад- дернина, А - гумусовый или перегнойно-аккумулятивный, АВ - гумусовый, В (В1, В2) - иллювиальный, ВСк - иллювиально карбонатный, С - почвообразующ. порода.

2.4 Климат территории

Климат Тамбовской области формируется в результате сложного взаимодействия солнечной радиации, подстилающей поверхности и связанной с ними циркуляцией атмосферы .

Солнечная радиация является главным источником тепловой энергии во всех природных процессах ,развивающихся в атмосфере , гидросфере и верхних слоях литосферы . Наряду с этим она имеет исключительное значение и в хозяйственной деятельности человека является одним из основных климатообразующих факторов . К земной поверхности в нашей области поступает 92-95 ккал/см2 солнечного тепла в год, из них летом - 40-42, зимой - 7-9, весной - 30, осенью - 14-16 ккал/см2. На крайнем юге России суммарная солнечная радиация достигает 120 ккал/см2 год, а на севере уменьшается до 60 ккал/см2 год. Это и объясняет умеренность климата Тамбовской области. Расположение вдали от морей приводит к господству на Тамбовщине континентального умеренного воздуха: в июле 21 день, а в январе 20 дней он определяет погоду. В итоге климат нашей области умеренно-континентальный.

Природные условия для жизни населения благоприятные: средняя температура января - 10,5°C, на юго-западе, -11,5°C на востоке. В июле +19,5°C на севере, + 20,5°C на юге.

Область относится к зоне недостаточного увлажнения. Годовая сумма осадков составляет около 500-550 мм на севере и около 425-475 мм на юге области. Сумма осадков за вегетационный период составляет 50-60% годовой.

Тамбовская область располагается рядом, чуть севернее гребня высокого давления между Азорским и Сибирским максимумами (ось Воейкова). Поэтому здесь чаще, чем, например, в Рязани или Владимире, устанавливается антициклональная погода с ясным небом, слабым ветром. Да и ветры над областью, особенно зимой и весной, преобладают с юга и юго-востока. Это же направление имеют суховейные ветры весной и летом, метелевые ветры зимой. Скорость ветра в теплый период в среднем за сутки составляет 3,0-3,5 м/сек и 4,0-5,5 м/сек в холодный период года.

Число часов солнечного сияния в г. Тамбове сопоставимо с курортами Северного Кавказа. К сожалению, это же обстоятельство объясняет частую повторяемость засушливых и суховейных погод. Интенсивные суховеи с ветром более 8 м/с, дефицитом влажности воздуха 30-40 мб бывают в течение 7-15 дней летом в 40-90% лет, особенно на юго-востоке области.

Вероятность интенсивных засух в области составляет 20-40%, а очень интенсивные засухи проявляются через 10-12 лет. Особенно тяжелыми засушливыми годами в ХХ веке были 1921, 1946, 1971 и 1972, 1985 годы, когда фактически погиб весь урожай сельскохозяйственных культур. В последние десятилетия ХХ века и начале XXI века все чаще наблюдаются значительные отклонения климатических показателей от среднемноголетних. Эти отклонения приобретают устойчивый характер и влияют на другие компоненты природы, меняют общую экологическую обстановку в области.

Зажатая между Среднерусской и Приволжской возвышенностями, Тамбовская равнина имеет вид желоба, по которому на юг легко скатывается холодный арктический воздух. Поэтому заморозки на почве с понижением температуры до -2, -4оС возможны до середины мая и уже в конце сентября. Также легко проникают в Тамбовскую область и «горячие» сухие ветры с юго-востока, из Нижнего Поволжья.

Значительное влияние на климат области оказывает характер подстилающей поверхности (рельеф, растительность, лесистость и т.п.). Разные типы подстилающей поверхности воспринимают солнечную радиацию по-разному, вносят поправки в распределение тепла, влаги, циркуляции воздуха . Каждая такая поверхность в области характеризуется своим режимом температуры , влажности и формирует свой микроклимат . На местные особенности климата значительное влияние оказывает лесистость . По данным микроклиматических наблюдений , в лесах летом температура воздуха на 2…40С ниже, а зимой выше, чем в городе. Выше и влажность воздуха по сравнению с открытыми местами , меньше скорость ветра, чище воздух, больше продолжительность залегания снежного покрова, периода снеготаяния.

Теплый период в среднем начинается 1-5 апреля и заканчивается 3-8 ноября. Общая продолжительность периода с положительной среднесуточной температурой воздуха составляет в году 210-220 дней (около 60%), а морозный период с отрицательными среднесуточными температурами воздуха составляет 145-155 дней в году.

Период со среднесуточными температурами воздуха выше 5 начинается в середине апреля, а продолжительность его в году составляет 175-185 дней. Период с более высокими средними температурами воздуха (10 и выше) начинается в конце апреля - начале мая и заканчивается 21-25 сентября, а продолжительность его составляет 140-150 дней. Период с температурой выше 15 устанавливается в третьей декаде мая, и заканчивается в конце августа, а продолжительность его составляет от 90 дней на северо-западе до 110 дней на юго-востоке области.

Прекращение заморозков по средним многолетним данным приходится по области на вторую пятидневку мая. Самое раннее прекращение заморозков наблюдается во второй пятидневке апреля, а самое позднее - в первой пятидневке июня.

Средняя продолжительность безморозного периода составляет по области 130-150 дней. Среднее многолетнее количество осадков по месяцам таково. Наименьшее количество осадков составляет 20-25 мм, выпадает в феврале и марте. В апреле сумма осадков увеличивается до 30-35 мм, в мае до 40-50 мм, в июне до 50-60 мм. В июле выпадает наибольшее количество осадков, которое составляет 60-70 мм. С августа количество осадков уменьшается. Сумма их в августе составляет 50-60 мм, в сентябре и октябре 35-45 мм, в ноябре и декабре 30-40 мм и в январе 25-30 мм.

За холодный период с ноября по март сумма осадков составляет 130-150 мм и за теплый 300-350 мм. Осадки выпадают преимущественно в небольших количествах.

Осадки на территории области выпадают в течении 150-160 дней в году, а месячное количество дней с осадками колеблется от 11-12 в теплые месяцы до 15-16 в холодные месяцы.

Толщина снежного покрова зимой колеблется в значительных пределах. Максимальной толщины снежный покров достигает во второй половине февраля - первой половине марта.

Средний за многолетний период запас воды в снежном покрове составляет 65-95 мм.

Тамбовская область, поскольку ее климатические условия благоприятные и почвы плодородные, характеризуются высокоразвитым сельским хозяйством.

Достаточное количество тепла и сравнительно большая продолжительность вегетационного периода обеспечивает благоприятные условия для возделывания большого количества сельскохозяйственных полевых и овощных культур. Всего в области возделывается свыше 50 культур.

Рекордные значения метеорологических параметров по данным за период 1937-2012 гг. :

· Минимальная температура зафиксирована 09.01.1987 составила -400С

· Максимальная температура : 41,1 0С отмечена 28.07.2010

· Самая высокая скорость ветра наблюдалась 11.12. 1967 и достигла 20,5 км/ч

· Самый сильный порыв ветра был отмечен 25.12. 1998 и достиг 28 км/ч

· Самая низкая влажность - 29 % была отмечена 05.05.1967

· Самая высокая влажность достигла 100% (дата не установлена)

· Максимальный уровень снежного покрова был зарегистрирован в марте 2006 и составил 72 см

· Наиболее низкое атмосферное давление - 981 гПа зарегистрировано 23.01.1993

· Наиболее высокое атмосферное давление- 1056 гПа отмечено 03.01.1977

Для климата присуще яркая выраженность времен года.

Зима в Тамбовской области начинается только в третьей декаде декабря. В это же время, по области образуется устойчивый снежный покров и открывается лыжный сезон . Самым холодным месяцем считается январь, со средней дневной температурой -9 0С . Нередки здесь и сильные морозы до -33…-35 0С. Осадки в январе и феврале обычно только в виде снега ,составляют в среднем 27-30 мм , что в пределах нормы . В течении зимнего периода наблюдается до 12 дней с туманами , до 5 дней с сильными снегопадами, до 5 дней со штормовым ветром и метелями . Высота снежного покрова достигает своего максимума к концу февраля и составляет до 60-70 см. Промерзание почвы за зимний период составляет обычно 45 см.



Рис.2 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за декабрь месяц с 1992-2012 год

Рис.3 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за январь месяц с 1992-2012 год



Рис. 4 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за февраль месяц с 1992-2012 год

На графиках (рис.2,3,4) видны большие скачки среднемесячной температуры воздуха. В декабре Мах- 2006 г. ( +20С), min- 2002г. ( -130С). В январе Мах - 1994, 1999,2001,2005гг.(-40С), min-2010г.(-230С). В феврале Мах- 2002 (-10С), min- 2006 (-240С). Если следить за динамикой, то температура за зимний период стала с каждым годом расти, происходит потепление климата, что в дальнейшем может привести к реорганизации сельскохозяйственного производства, смене выращиваемый культур, не только в Тамбовской области.

Весна наступает в конце марта. В это же время , начинается интенсивное таяние снега и разрушение ледяного покрова ,реки вскрываются в начале апреля . После полного разрушения снежного покрова ,температурный режим активно набирает обороты , и во второй половине апреля средняя дневная температура воздуха составляет +70С, хотя по ночам все еще бывают заморозки, которые длятся до первой декады мая. В мае распускаются деревья, устанавливается теплая солнечная погода, дневная температура воздуха достигает +200С и выше . Вторая половина мая - это уже летний сезон .

Рис.5 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за март месяц с 2000-2012 год

Рис.6 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за апрель месяц с 2000-2012 год



Рис.7 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за май месяц с 2000-2012 год

При рассмотрении среднемесячных температур воздуха зимних месяцев (рис.2,3,4) и весенних (рис. 5,6,7) можно наблюдать устойчивое повышение температуры. Но максимальная скорость потепления в зимний сезон больше, чем в весенний.

Лето в Тамбовской области наступает. ориентировочно, о второй половине мая . Продолжительность метеорологического лета составляет 107-111 дней, что на 1-8 дней больше средних значений . В целом, лето в Тамбовской области жаркое , безоблачное и нередко засушливое ( исключение 2013год) . В июне стоит безоблачная погода , и почти весь месяц может быть без осадков. Погода берет свое начало в июле, в этом месяце осадков значительно больше, преимущественно осадки выпадают в виде кратковременных ливневых дождей , с грозами , за весь летний период , может быть , в среднем , 52дня с грозами. Самым жарким месяцем лета является август , со средней дневной температурой воздуха +210С, хотя в июне и июле преобладают жаркие дни . и температура нередко поднимается до +30…+350С. Во второй половине месяца нередкие гости здесь - туманы. В августе таких дней около 10.

Рис.8 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за июнь месяц с 2000-2012 год

Рис.9 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за июль месяц с 2000-2012 год



Рис.10 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за август месяц с 2000-2012 год

Повышения температуры в летний сезон практически не наблюдается, исключение составил 2010 год.

Осень начинается со второй декады сентября . Продолжительность осеннего периода составляет 100 дней - это на 30 - 32 дня больше обычного , по Центрально - Черноземному району. Для сентября характерна теплая погода , во второй и третьей декадах сентября , воздух прогревается до +21…+270С , осадков в это время мало, но отмечаются первые заморозки на поверхности почвы . Октябрь- пасмурный месяц, осадки выпадают в виде дождя и мороси ,средняя дневная температура воздуха в октябре +5…+70С . В октябре , также ,отмечается и наибольшее число дней с туманами , в среднем, около 20. Ноябрь - более холодный месяц, тоже пасмурный ,но осадки выпадают ,преимущественно , в виде дождя со снегом . Природа готовится к зиме.



Рис.11 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за сентябрь месяц с 2000-2012 год

Рис.12 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за октябрь месяц с 2000-2012 год



Рис.13 Динамика изменения среднемесячной температуры(0С) за ноябрь месяц с 2000-2012 год

Особых изменений в температуре воздуха за осенний сезон не наблюдается также, как и в летний.

Рис.14 Годовой ход температуры Тамбовской области за 1937-2012гг.



На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что главную роль в повышении температуры играет зимний сезон, а участие летнего и осеннего сезонов практически не наблюдается.

2.5 Характеристики влагообеспеченности территории

Влагообеспеченность - отношение имеющегося в почве запаса продуктивной влаги к запасу ее при наименьшей влагоемкости.

Для общей характеристики влагообеспеченности используются условные показатели, предложенные различными авторами: гидротермический коэфициент Г.Т. Селянинова, радиационный коэффициент сухости М.И. Будыко и др. Наиболее употребителен коэффициент увлажнения Н.Н. Иванова (КУ):

КУ = Р / f,

где Р - осадки за год, мм;

f - испаряемость за год (определенная по испарению с поверхности водоемов), мм

А.А. Следников (1994) выделяет на Окско-Донской равнине в пределах ЦЧО три агроклиматические полосы и 4 района. Умеренно теплая полоса занимает север равнины. Южная ее граница примерно совпадает с нашей границей подзоны северной лесостепи (Дудник, 1980). На низменности на этой полосе выделяется один агроклиматический район. Сумма температур выше +10° С здесь не более 2400°, Осадков выпадает 480-500 мм в год, а за вегетационный период - 230-245 мм, гидротермический коэффициент (ГТК, по Селянинову, 1937) -1,1-1,0, влагообеспеченность сельскохозяйственных культур - 70% от оптимальной.

Южнее проходит теплая полоса с суммой температур выше+10° С до 2600°, Выделяются два района: теплый с недостаточным увлажнением и теплый умеренно засушливый. Граница между ними проходит от среднего течения р. Битюг до истоков р. Цны. Граница же полосы практически совпадает с северными склонами Калачской возвышенности от ст. Таловая, а восточнее она резко поворачивает на север к истокам рек Елани, Савалы и Б. Алабушки.

В районе с недостаточным увлажнением выпадает около 500 мм осадков в год, влагообеспеченность лесокультур - около 70%.

В умеренно засушливом районе (на востоке полосы) сумма осадков снижается до 450-470 мм в год, в вегетационный период выпадает 230-250 мм, ГТК - 1,0-0,9, влагообеспеченность лесокультур - 60-62%.

Юго-восток равнины относится к умеренно засушливому району умеренно жаркой полосы, где сумма температур выше +10° достигает 2800°. Годовая сумма осадков составляет менее 450 мм, ГТК - 0,9, влагообеспеченность - около 60%. Среднее число дней летом с интенсивными суховеями - 4-6, очень интенсивными - 1-2.

2.6 Характеристики продуктивности климата

Агроклиматические ресурсы территории оцениваются с помощью агроклиматических показателей, оказывающих существенное влияние на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур и определяющих обеспеченность растений главным образом теплом и влагой. В условиях достаточной влагообеспеченности растения максимально используют солнечное тепло и накапливают наибольшее количество биомассы. При недостатке влаги использование тепла ограничивается и тем больше, чем меньше влагообеспеченность, что приводит к снижению продуктивности.

В качестве основного агроклиматического показателя, определяющего ресурсы тепла и потребность в них сельскохозяйственных культур, принята сумма средних суточных значений температуры воздуха выше 10 °С, поскольку она характеризует период активной вегетации большинства растений.

Влияние ресурсов тепла и соотношения тепла и влаги на биологическую продуктивность учитывает комплексный показатель Д.И. Шашко -- биоклиматический потенциал (БКП):

,

где Кр(ку) - коэффициент роста по годовому показателю атмосферного увлажнения; t > 10 oC - сумма значений температуры выше 10 oC, выражающая теплообеспеченность растений в данном месте; tак(баз) - базисная сумма средних суточных значений температуры воздуха за период активной вегетации, т.е. сумма, относительно которой проводится сравнительная оценка.

Табл.1 Значения основного специализированного показателя агроклиматических ресурсов урожайности комплекса сельскохозяйственных культур

Административно-территориальная единица	Бк балл	Градация ресурсов, у.е.
Тамбовская область	94	10,05-12,55

Табл.2 Значения основного специализированного показателя агроклиматических ресурсов (биологической продуктивности климата)

Административно-территориальная единица	Бк балл	Градация ресурсов, у.е
Тамбовская область	117	12,55-15,05

3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Основная культура Тамбовской области

Выращивание зерновых культур является одной из базовых составляющих России. Потенциал для выращивания различных зерновых культур очень велик. На сегодняшний день основными продуктами питания в потребительской корзине остаются хлеб, хлебо- булочные изделия, мука, крупы, макароны. В каждом регионе страны имеются свои приоритеты в выращивании зерновых культур, зависящие от природных условий, климата и почвы. Основными зерновыми культурами являются пшеница, ячмень, рожь, овес. Экономический фактор определил главный объем сбора зерна в пяти экономических районах страны: Уральском, Северо-Кавказском, Центрально-Черноземном, Западно-Сибирском, Поволжском.

Первое место по производству хлеба занимает Северо-Кавказский экономический район. На него приходится 22,6%. Далее идут Поволжский район - 17,4%, Уральский - 14%, Западно-Сибирский - 11,4% и Центрально-Черноземный - 11,1% (1991-1992гг.) .

Увеличение производства зерна и повышение его качества имеют большое значение для обеспечения продовольственной безопасности страны. Особая роль отводится озимой пшенице как высокопродуктивной и ценной продовольственной культуре, которая занимает в Центрально-Черноземной зоне около 2 млн. га. Озимая пшеница занимает значительные посевные площади в Тамбовской области, которая по агроклиматическому районированию входит в зону неустойчивого увлажнения.

Выведение адаптивных сортов, устойчивых к различным стрессам, было и остается актуальной проблемой, тем более, что набор негативных факторов, влияющих на растения, постоянно расширяется в связи с изменением климата. Только имея информацию о продуктивности, адаптивности и стабильности сорта можно эффективно его использовать.

Значения основного специализированного показателя агроклиматических ресурсов урожайности озимой ржи

Административно-территориальная единица	Бк балл	Градация ресурсов, у.е
Тамбовская область	89	10,05-12,55

3.2 Морфологические и биологические особенности озимой пшеницы

Озимая пшеница относится к семейству Мятликовые. К настоящему времени наукой установлено всего 22 вида озимой пшеницы, из которых наибольшее распространение имеют 2: пшеница твердая (Triticum durum) и пшеница мягкая (Triticum sativa). Они имеют большое количество разновидностей, форм и сортов. Как правило, к твердой пшенице больше относится яровая пшеница.

Пшеница представляет собой однолетнее прямостоячее злаковое растение высотой от 0,3 до 1,2 м. Размножается семенами (зерновками), которые прорастают 3-6 зародышевыми корнями, играющими большую роль в жизнедеятельности растения.

Корневая система - мочковатая, располагается в верхнем пахотном слое почвы, но проникает на глубину 120-200 см. Она состоит из первичных «зародышевых» корней (развивается из зародыша семени, у озимой пшеницы их 3) и вторичных «узловых» (образуются из узлов стебля).



Рис.15 Корневая система озимой пшеницы

Стебель озимой пшеницы - соломина, округлой формы, полый и по всей длине разделен узлами (кольцеобразные утолщения) на 5-6 участков (междоузлия), длина которых возрастает вверх по стеблю. Стебель имеет наибольшую толщину в средней части, наименьшую - в верхней. Прочность стебля разная, она зависит от состава механической ткани. Стебель обладает способностью образовывать боковые побеги из подземных стеблевых узлов.

Листья являются основными фотосинтезирующими органами; поэтому их число, размеры и состояние зависят от биологических особенностей, сорта и почвенных условий и оказывают существенное влияние на урожайность.

У озимой пшеницы бывают прикорневые (образуются из подземных узлов) и стеблевые (образуются из надземной части стебля) листья. Они ланцетовидные, с параллельным жилкованием. У основания они свернуты в трубочки, прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие часть стебля. Из каждого узла стебля отходит один лист.

Лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. На месте перехода влагалища в пластинку имеется тонкая бесцветная пленка, называемая язычком. Язычок, плотно прилегая к стеблю, препятствует проникновению воды внутрь листового влагалища. У основания листового влагалища образуются двусторонние линейные ушки, или рожки, охватывающие стебель. Язычок у пшеницы короткий, ушки небольшие, ясно выраженные, часто с ресничками. По строению язычка и ушек большинство хлебных злаков различаются между собой в ранней фазе развития - кущения.

Соцветие пшеницы - колос, состоящий:

1. Колосовой стержень (продолжение стебля). Широкая сторона стержня называется лицевой, а узкая - боковой. У колоса пшеницы стержень коленчатый, на каждом его членике находится один колосок, обычно состоящий из двух колосковых чешуи и одного или нескольких цветков; стержень заканчивается верхушечным колоском.

2. Отдельные колоски, которые состоят из 2 колосковых чешуи и нескольких цветков (от 1 до 5), каждый из которых заключен в 2 цветковые чешуи. У остистых колосьев наружная чешуя несет ость.

Цветок. Каждый цветок имеет две цветковые чешуи - нижнюю, или наружную (у остистых сортов она несет ость), и верхнюю, или внутреннюю, более тонкую, нежную и плоскую. Между цветковыми чешуями расположены завязь с одной обратной семяпочкой и двумя перистыми рыльцами и три тычинки; у основания цветковых чешуи имеются еще две небольшие тонкие пленки, набухание которых во время цветения обусловливает раскрытие цветка.

Цветение у пшеницы наступает сразу вслед за колошением. Оно начинается с центра колоса, затем распространяется одновременно вверх и вниз. Цветение может быть закрытым (при пасмурной или дождливой погоде) или открытым. Преобладает самоопыление.

Плод пшеницы - голая зерновка (зерно). Эндосперм зерновки представляет собой ткань с запасными питательными веществами. Наружный слой эндосперма, непосредственно примыкающий к оболочке, наполнен алейроновыми зернами, богатыми азотистыми веществами. Под ним находятся клетки, наполненные крахмальными зернами. Зародыш расположен у основания зерновки, на выпуклой стороне. Он состоит из щитка, соединяющего его с эндоспермом, почечки, покрытой зачаточными листьями, первичного стебля и корешка. Зародыш по сравнению с эндоспермом невелик и составляет у пшеницы 1,5-2,5% массы зерновки. Масса 1000 зерен - 30-50 г.

Биологические особенности. Биология культуры является основой построения ее технологии возделывания (комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получения высокого урожая заданного качества). С учетом этого необходимо знать биологические особенности возделываемой культуры, т.е. отношение ее к факторам жизни (свет, тепло, влажность, питание, воздух).

Среди зерновых культур озимая пшеница является наиболее требовательной к факторам внешней среды. В отдельные годы при резком отклонении погодных условий от оптимальных наблюдается гибель ее посевов на значительной площади. Требования озимой пшеницы к почвам, температуре, влаге и другим факторам в течение вегетационного периода изменяются в зависимости от возраста растений, погодных условий.

Требования к свету. Озимая пшеница требовательна к свету и относится к растениям длинного дня. Под действием солнечного света происходят процессы фотосинтеза, благодаря которым в растительном организме накапливаются белки, жиры, углеводы.

При оптимальном количестве солнечного света растения хорошо кустятся, листья принимают зеленую окраску.

Недостаток освещения в осенний период способствует разрастанию первого (нижнего) междоузлия и образованию листа кущения ближе к поверхности почвы, что снижает зимостойкость растения. Недостаточная весенняя освещенность растений приводит к чрезмерному вытягиванию нижних междоузлий и полеганию растений. При недостаточном освещении во время налива и созревания ухудшается качество зерна, что зачастую происходит в загущенных посевах. Освещенность посевов зависит от густоты стояния растений на 1 га. Загущенные посевы снижают освещенность.

Требования к теплу. Температура является важным фактором развития. В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурному режиму.

Культура эта холодостойкая. Зерно озимой пшеницы прорастает при 1-2°С, а ассимиляционные процессы начинаются при 3-4°С. Но для нормального прорастания и появления всходов оптимальна температура в 12-15°С. При температуре 14-16°С и достаточной увлажненности почвы, первые всходы появляются через 7-9 дней. Благоприятный для посева пшеницы календарный срок со среднесуточной температурой воздуха 14-17°С.