Введение к работе
Актуальность проблемы. Весьма активное и все возраставшее влияние метеорологических условий на хозяйственную деятельность человека определило проблему использования климата как реальную производительную силу (Всемирная конференция по климату,1979). Решение этой проблеми долкно привести к резкому повішений эффективности общественного производства.
С целью реализации сформулированных всемирной Метеорологической организацией задач по указанной проблеме в СССР под руководством Главной геофизической обсерватории разработана программа долговременных исследования по прикладной климатологии (Е.П.Еори-сенков,1981), выполнение которых обеспечивает всемерное использование климатических ресурсов при решении кардинальной для нашей страны Продовольственной программы.
ХХУП съезд КПСС, выдвигая широкий круг вопросов социально-экономического развития страны, на первый план поставил задачу по' улучшению снабкения населения продуктами питания. Больэое внимание при этом уделено дальнейшему увеличению производства фруктов и ягод - важнейших пищевых продуктов, имеющих ценные питательные, диетические и лечебные свойства, а такяе аитилучевое действие (Е.Н.Докучаева, 1986) . Валовой сбор плодов предусмотрено довести в 1990 году до Іч,5-15,5 млн.тонн.
Успешное решение этой задачи возмонно на основе интенсификации сельскохозяйственного производства при наиболее полном использовании природных ресурсов, ведущим из которых является климат.
Велика роль климата в развитии и плодоношении многолетних плодово-ягодных культур, которые в соответствии с присущими им бис— экологическими особенностями предъявляют весьма большие требования к метеорологическим условиям и чутко реагирует на их колебания выраяенной изменчивостью урожайности.
В этой связи большое практическое значение для отрасли сельского хозяйства по многолетним насаждениям приобретает необходимость изучения и рационального использования в ней интегральной производительной способности климата. Это и определило задачи наших исследования.
Предметом защити является решение крупной научной проблемы по теоретическому обоснованно, количественной оценке и разработке методов комплексного учета биологической продуктивности климата с целью эффективного использования его ресурсов в сельскохозяйст-
венном производстве при возделывании многолетних культур. Актуальность работы определяется:
необходимостью количественного учета степени влияния климата при оценке общего плодородия земель;
важностью разработки интегрального показателя продуктивности (бонитета) климата по совокупному влияпию всех или хотя бы основных его элементов;
необходимостью учета требований растении к климату при моделировании показателей его бонитета;
практической целесообразность!) картирования агроклиматического потенциала и районирования территории по его значениям с целью наиболее рационального размещения сортов по климатическим зонам, что определяет главное направление дальнейшего развития виноградарства (Д.Н.Подгорная,1988);
большой важностью для производства разработки методов расчета потенциально-возможных по условиям климата и ожидаемых в кая-дом конкретном году значений урожайности многолетних насаждений.
Актуальность нашей работы обусловлена также тем, что совокупность разрабатываемых в ней новых научных методов вытекает из положений Всемирной и Общесоюзной климатической программы и направлена к оптимизации планирования и управления производства при решении Продовольственной программы страны в части круглогодичного снабжения населения плодами и продуктами их переработки.
Цель и задачи исследований. В целях решения научной проблемы по теоретическому обоснованию и комплексной оценке производительной способности климата с разработкой методов заблаговременного предвычисления элементов продуктивности многолетней культуры - винограда нами ставились следующие задачи:
- определение роли и места климата в биологической продук
тивности земель при возделывании многолетних растений;
* проведение количественного анализа производительной способ-нооти климата почвы и приземного слоя атмосферы применительно к культуре винограда;
- теоретическое обоснование и моделирование сельскохозяйст
венного бонитета климата для многолетних растений на примере ви
нограда;
-* разработка методов диагностики и прогнозирования элементов продуктивности виноградных насаждении на основе учета агрометеорологических условии.
Исходный фактический материал и методи исследовании. В процессе исследования использовались литературные и фондовые источники, а также данные полевых наблюдений, выполненных непосредственно автором и по специально организованным им методическим заданиям на агрометеорологических станциях учхозов Одесского сельхозинститута в период 1963-1985 гг.
В программу экспериментальных исследований входило изучение:
радиационного ренииа, теплового и водного балансов виноградных насаждении в плодоносящем возрасте и в питомнике;
микроклимата почвы в насаждениях при различной их конструкции ;
влияния климата почвы на динамику развития и распространения корневой системы винограда;
связи показателей радиационного и метеорологического режимов с элементами продуктивности виноградных насалдекій.
При анализах и "обобщениях использовались многолетние материалы агрометеорологических наблюдении массовой сети станций Гос-комгидромета СССР, показатели продуктивности плодовых и винограда по Гоосортосети УССР, учхозам сельхозвуэов СССР, хозяйствам Сов-хозсоковинпрома, колхозам и совхозам агропрома. Использовались также обобщенные материалы, опубликованные в справочниках по климату СССР и Мира, статистических сборниках по народному хозяйству, сообщениях Главного управления высшего и среднего сельскохозяйственного образования.
Экспериментальные исследования, анализы, обобщения, а такге картографирование материалов проводили в соответствии с правилами, изложенными в наставлениях Госкомгидромета, руководствах по агроклиматологии, виноградарству, математической статистике, с использованием последних достижений в науке и применением ЗВМ.
Научная новизна. Результаты проведенных исследований позволили решить вакную научнуо проблему по теоретическому обосновании сельскохозяйственной продуктивности климата для многолетних растений и практическому ее использованию при разработке методов программированного возделывания культуры винограда.
В работе впервые получили широкое теоретическое развитие элементы почвенной климатологии применительно к виноградарству и его исходной базы - питомниководству. При этом ресурсам климата почвы впервые была дана количественная оценка как фактору, остро-лимитирувщеку развитие корневой системы и соответственно - про-
дуктивность виноградных насаидении. В результате проведенных исследований было выполнено агроклиматическое районирование территории Украины по тепловым и водным ресурсам почвы, а также дана агроклиматическая оценка условий корневой деятельности по вертикальному профилю почвогрунта.
На основе изучения почвенного климата и требований культуры к нему впервые разработаны методы агрометеорологического прогнозирования и диагностирования:
температуры почвы в насаждениях;
сроков корнеобразования у виноградных растений в соответствии с тепловым рекимом почвы; этот прогноз имеет большое практическое значение в питомниководстве и виноградарстве для оптимизации агротехнических воздействий на корневую систему;
выхода из питомника виноградного посадочного материала,что представляет большую важность для его оптимального планирования
и реализации;
- сахаристости винограда, что послужило основанием для про
ведения, также вперше, специализации виноградарства и промышлен
ной переработки его продукции по территории Украины на основе
учета достаточно консервативного фактора - тепловых ресурсов почвы.
Ками впервые установлены кардинальные и критические световые уровни жизнедеятельности винограда и на этой основе показано, что свет для культуры отличается частичным лимитирующим действием -лишь на высоком уровне освещенности.
Предложены новые высокоинформативные агрометеорологические показатели и их комплексы:
- условий зимовки винограда;
условий продуктивного увлажнения виноградника;
био-экологических особенностей многолетних итамбовых плодово-ягодных культур;
- термических ступеней жизнедеятельности корней винограда;
Впервые на основе количественного анализа агроклиматических
и биологических закономерностей 2-х-летнего продукционного процесса у многолетних плодово-ягодных культур дано теоретическое обоснование сельскохозяйственного бонитета каждого из ведущих элементов климата и их комплекса при математическом оформлении Динамической модели оценки производительной способности климата в формировании урожая.
Результаты полученных обобщений послужили научной базой для
разработки и реализации кардинальных в нашей работе методов: бонитировки климата, агрометеорологического программирования и прогнозирования урожайности винограда на Украине, что также выполнено впервые.
Практическая ценность. Выполненные теоретические обобщения и установленные закономерности влияния климата на формирование элементов продуктивности многолетних растений и разработанные на этой основе методы дают возможность с большой эффективностью использовать климатические ресурсы для оптимизации планирования и управления производством при возделывании этих культур.
Результаты' агроклиматического районирования территории Украины могут быть эффективно использованы для наиболее рационального размещения многолетних насаждений с целью получения продукции различных кондиций и в разные сроки; для определения оптимальной глубины посадки растения; с целью наиболее полного использования тепловых и водных ресурсов при выращивании посадочного материала.
Предложенные методы расчетов биоклиматических параметров теплового, водного и радиационного режимов насаждения могут быть использованы при научном обосновании способов культуры и агротехнических приемов возделывания винограда, обеспечивающих устойчивые урожаи и высокое качество продукции.
Метод сельскохозяйственной бонитировки климата дает возможность количественно и в комплексе оценить климатические ресурсы региона, выразить в сопоставимых показателях степень влияния климата (его продуктивность) на урожай, позволяет сравнить относительное достоинство разных климатов. ЕонитироЕка дает возможность определить научно обоснованные значения урожайности, которые могут служить критерием для оценки производственной деятельности и уровня выпускаемой продукции.
Разработанный метод программирования урожайности винограда позволяет установить для настоящего времени и на перспективу научно обоснованный максимум урожаев, который может быть обеспечен складывающимися в регионах климатическими условиями при 50 и 75$ их вероятности.
Рекомендуемые методы прогнозирования элементов продуктивности виноградных насаждения дают возможность с большой заблаговре-ненносгью и веоьма эффективно осуществлять мероприятия, связанные с планированием,заготовкой, транспортировкой, промышленной переработкой и реализацией виноградно-винодельческой продукции, т.е.
решать важные финансово-экономические проблемы на уровне агропром-комплекса, организации торговли, а также в большой степени в виноградарских хозяйствах и предприятиях виноградно-перерабатыващей промышленности.
Методические основи полученных нами новых разработок для культуры винограда могут быть использованы при выполнении аналогичных задач для других многолетних растений о подобными биологическими свойствами, а также в целях оперативного агрометеорологического обслуживания сельского хозяйства не только на Украине, но и в других регионах с аналогичными климатическими условиями.
Реализация работы. Основные результаты исследований получили широкое применение в виноградарских и питомниководческих хозяйствах, научных учреждениях агропромкомплекса Украины, а также в совхозах ц колхозах' Одесской области, в адрес которых Одесским Центром научно-технической информации была направлена технологическая документация по разработанным нами методам:
агрометеорологического прогнозирования урожайности винограда (КЗ, 85-25-115 от 14.05.85 г. в адрео 389 организаций);
агрометеорологического программирования урожайности винограда (КД JP 86-154-115 от 21.10.86 г. в адрес S83 организаций);
прогнозирования выхода виноградных саженцев из школки на основе учета тепловых ресурсов почвы (КД X 86-166-115 от 20.11.86 -S90 организаций):
способ прогнозирования сроков.начала корне образования, у винограда (КД J6 86-218-115, в адрео 338 организаций).
Указанные методы заблаговременного предвычисления элементов продуктивности виноградных насаждений внедрены в практику работы виноградарских хозяйств, агропромышленных объединений Овидиополь-ского и Белгород-Днестровского районов, а также в агропромышленном комитете Одесской области (свидетельства о внедрении Л 8-04-70 от 3.09.86 г., і Р-02-653 от 10.09.86 г., і Р-02-654 от 10.09.86 г., акты внедрения от 26.12.85 г., 12.01.86 г., 10.09.66 г., II.II.86г.)
С 1982 года на факультетах - агрономическом, плодоовоце.вод-ства и виноградарства Одесского сельскохозяйственного института для студентов очной и заочной форм обучения при чтении курса "Агрометеорология" в лекциях и лабораторно-практических занятиях освещается методы агрометеорологического прогнозирования и программирования урожайности винограда (Методические указашя к лабораторному практикуму по курсу "Агрометеорология", Одесса, 1982,
1986, 1987 гг.).
Апробация работы. Исследования выполнялись в соответствии с Декларацией Международной конференции по климату (1979 г.,Еенева) и программами МСХ СССР и ВАСХЕ1Л на X и XI пятилетки по научно-техническим проблемам 04.12, 0CX-6I (Jp гос.регистрации 81077550).
Содержание и результати диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных совещаниях и конференциях:
отчетных нвучных конференциях Одесского сельскохозяйственного института (г.Одесса, 1964-1986 гг.);
Всесоюзном совещании "Агрометеорологическое обслуживание орошаемого земледелия", в 1966 г., г.Краснодар;
заседании совета по изучению климатических и агроклиматических ресурсов при Главном управлении гидрометслужбы СССР в 1969 г., г.Ленинград;
Всесопзном совещании "Климат почвы" в 1969 г., г.Ленингр'.д;
У1 Всесоюзном совещании актива фенологов "Проблема фенологического прогнозирования" в 1970 г., г.Ленинград;
научных конференциях Одесского гидрометеорологического института в 1970-1975 гг.;
X BcecoD3HOM межведомственном совещании "По вопросам индикационной фенологии и фенопрогнозировашш" в 1972 г., г.Ленинград;
научной конференции Московской сельхозакадемии им.К.А.Тимирязева з 1975 г., г.Москва;
Всесоюзном совещании Географического общества СССР "фенологическая индикация и фенопрогнозирование" в 1984 г., г.Алма-Ата;
Всесоюзном координационном совещании-семинаре "Климат почв" в 198ч г., г.Пущино;
Украинской республиканской научно-технической конференции "Пути совершенствования научно-технического прогресса в сельскохозяйственном производстве" в 1985 г., г.Одесса;
объединенном научном семинаре по агрометеорологическим прогнозам в Гидрометеорологическом научно-исследовательском центре СССР и ВНИИСХМ, 1987 г., г.Москва;
научном семинаре отдела климатологии и гидрологии института географии АН СССР, 1987 г., г.Москва;
Объединенном секинаре отделов прикладной климатологии, динамической метеорологии и активных воздепотвий, 1989 г.,г.Ленинград.
Публикация работы. Основные результаты исследований опубликованы в трудах, сборниках, республиканских и всесосзных журналах
и других издагашх. Всего по теме диссертации опубликовано 51 статья, депонироваш 2 монографии, 7 методических указаний и рекомендации.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав,, выводов и рекомендации производству, списка литературы. Работа содержит 429 страниц машинописного текста, в том числе 2б страниц с изложением 26 рисунков, 90 таблиц и 462 наименований списка литературы, е5 из которых зарубежных авторов.
