Введение к работе
Актуальность исследования. Поволжье - крупнейший зерновой регион России. Здесь размешено около 207. посевных плоЕ|адей посевов зерновых культур Федерации. Сложившаяся структура посевных площадей по данном Госкомстата (1991г) свидетельствует о том, что здесь преобладают площади яровых зерновых культур, составляя около 607. (7 млн. га) от обцей плошади зерновых региона.
Нижнее Поволжье занимает особое место в регионе по значимости зернового клина. Зерновые культуры занимают более половины посевных площадей зоны (6.6 млн. га). Наибольшую плошадь эти культуры занимают в Саратовской (3.3 млн.га) и Волгоградской (2.6 млн.га) областях.
Саратовская область по сравнению с другими областями и республиками региона имеет рекордные плошади сева яровых зерновых культур (3.3 млн. га), составляющие 757. всего зернового клина области. Она является одним из основних поставщиков зерна наиболее ценной продовольственной культуры - яровой пшеницы, которая занимает здесь белее 357. от посевных .площадей всей Поволжской зоны.
Перед земледельцами разных регионов стоят множество нерешенных задач, наиважнейшей из которых является максимально полное использование климатического потенциала территории в каждом конкретном году.
Яровые зерновые и, особенно, яровая пшеница, в силу своих биологических особенностей испытывают наиболее неблагоприятное влияние засушливого континентального климата Юго-Востока Европейской части России. Относительно короткий вегетационный период этих культур (май - июль) совпадает в отдельные годи с наиболее неблагоприятными, .проявлениями отрицательных черт'климата.
Одним из проявлений влияния континентального климата Нижнего Поволжья на сельскохозяйственное проиэ-
водство является отменное качество зерна, особенно -пшениц, получаемый здесь. И в связи с этим совершенно не случайно даже в годы жесточайших засух зерно со "списанных" полей закупается на "корню" фирмами - производителями "спагетти" и других продуктов питания.
Указанные особенности зернового хозяйства Саратовской области создают предпосылки повышенной неустойчивости урожайности зерновых культур по годам, что дает основание дальнейшей разработке и применению мероприятий, направленных на стабилизацию валового сбора зерна (за счет повышения урожайности, снижения потерь 'зерна и уменьшения амплитуды урожайности).
Очень важным при решении этих задач является анализ зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от агрометеорологических факторов а также разработка методов заблаговременной оценки агрометеорологических условий предстоящих вегетационных сезонов.
Это является актуальным не только в отношении неблагоприятных лет, но особенно - благоприятных лет для развития растений (когда отмечаются наибольшие потери зерна). Урожай этих лет на Юго-Востоке вносит существенный вклад в зернопой баланс Федерации. По расчетам специалистов Агропрома, в благоприятные по агрометеорологическим условиям годы, Саратовская ' область может прокормить Россию в течение месяца.
Удаленность от крупных водоемов (морей и океанов) определяет высокую степень континентальности климата территории Нижнего Поволжья, создающую благоприятные условия для стационирования здесь на продолжительное время и трансформации воздушных масс различного происхождения, что дает основание предполагать возможность наличия долговременных связей между режимом циркуляции но Северном Полушарии и характером погоды в Нижнем Поволжье.
Влиянию погодных условий на продуктивность сельскохозяйственного производства посвящено большое количество исследований, проведенных как в центральных, хек ' в региональных институток. Трудами ученых иссле-
дованы многие особенности связей погода-урохай. Селекционерами выведены новые, высокопродуктивные сорта сельскохозяйственных культур. Но тем не менее, на фоне возрастающей урожайности, амплитуда ее колебаний по годам, не только не уменьшается, но даже возрастает. Так, разница между средними валовыми сборами (по стране) в 1975 г. (140 млн.тонн) и в 1978 г. (237 млн. тонн) составила 97 млн. тонн. Это больше среднего валового..сбора пятой пятилетки (1951-1955 гг.), который составил 88,5 млн. тонн. Причиной этого является высокая потенциальная продуктивность новых интенсивных сортов зерновых культур, которая значительно увеличивала уровень их урожайности в благоприятные по агрометеорологическим условиям годы, но в неблагоприятные годы, в связи с недостаточной засухоустойчивостью, урожай был низким. Аналогичная закономерность отмечена и в Нижнем Поволжье.
В Гидрометеорологически центре России выпускаются прогнозы погоды с различной заблаговременностью - в том числе до месяца и сезона по территории России (которые являются единственными официальными прогнозами на территории нашей страны); Научно-Исследовательский Институт Арктики и Антарктики (ААНИИ) - фоновые прогнозы на период до года по территории Северного моргсо-го пути; в Главной Геофизической Обсерватория им. А. И. Воейкова такие выпускаются фоновые оценки с. годовой заблаговременностью. Все эти и другие, не упомянутые здесь, прогнозы подразумевают огромный объем работ. Доступные в настоящее время прогнозы выполняются для больших территорий.
Большое осреднение во времени и в пространстве не позволяет уловить значительных короткопериодных колебаний на незначительной (по сравнению, скажем, с естественным синоптическим районом) территории. Кроме того, эаблаговрамвнноать широко -распространяемой прогностической информации не позволяет использовать эту информацию с максимальной выгодой. То есть прогнозы погоды месячной и даже сезонной заблаговременности по
большой территории оставляют земледельцу очень мало резерва для маневра агротехническими приемами, семенами, сортами, удобрениями и химикатами.
По всей видимости, оптимальным было бы совмещение использования в оперативной практике указанных еышэ макромасштабных Прогнозов с региональными, или мезо-масштасными, оценками.
Таким образом, задача анализа влияния агрометеорологических условий на вегетацию сельскохозяйственных л- культур, а также заблаговременной оценки услоеий вегетации в относительно небольшом районе -меет большую '.'актуальность.
Цель работы состояла в анализе влияния гидротермических условий на урожайность сельскохозяйственных культур и разработка схемы оценки этих условий с достаточной для принятия оперативных решений заблаговре-мекностыо на примере Саратовской области.
В связи с поставленной целью в- работе решались следующие задачи:.
-
Выделение границ региона для исследований и на основе статистической обработки - обоснованного выбора в нем реперной станции;'
-
Определение степени влияния агрометеорологических условий на урожайность сельскохозяйственных культур', и выделение наиболее жизненно важных для растений периодов;
-
С использованием многолетних архивов а) данных по температуре, осадкам а также б) индексов атмосферной циркуляции построить схему заблаговременной оценки гидротермическик условий для наиболее важных периодов вегетации сельскохозяйственных культур (на примере яровой пшеницы).
Методическая основа. В основе исследований лежит использование методов математической статистики - корреляционный анализ, полиномиальное сглаживание, пошаговая множественная регрессия. . Приложение методов математической статистикм в настоящей работе дало ряд
интересных результатов при расчете коэффиционтои урав
нений для заблаговременной оценки среднедекадных тем
ператур воздуна и декадный сумм осадков методом поша
говой, множественной регрессии.
Информационная база,
Данные по температуре воздуха и атмосферным осадкам получены из метеорологических ежегодников, агрометеорологических бюллетеней Приволжского УГ1І и архива метеорологических данных (ТМ-1) лаборатории агрометеорологии Научно-Исследовательского Института Сельского хозяйства Ого-Востока ;
Данные по урожайности сельскохозяйственных культур получены из статистических справочников ЦСУ;
Данные по атмосферной циркуляции были любезно предоставлены Российским Гидрометеорологическим Институтом.
Аппаратная база и программное обеспечение.
Расчеты индексов атмосферной циркуляции проводились на З ВII ЕС 1033 на основе мотодических полодений и программ, разработанных в РГГЫИ;
Гостроение баз данных по среднодекадным температурам воздуха и декадным суммам осадков а также введение поправок в эти базы проводилось автором на IBM PC/AT 266 по авторским программам с использованием СУБД FoxBase.
Расчеты коэффициентов корреляции при выборе ре-перной станции, полиномиальное сглаживание, построение частотных гистограмм проводилось на IBM PC/AT 2Э6 с использованиам распространенного пакета статистической обработки; .
Расчеты коэффициентов уравнений для заблаговре-. менной оценки гидротермического режима проводилось методом пошаговой множественной регресии на IBM 486. по программам, созданным-в соавтсрстве с Е.В.Бойко;
Текст диссертации и настоящего автореферата набран автором на IBM PC/AT 286 в текстовом редакторе ЛЕКСИКОН.
- о -
Научная новизна. Ряд результатов работы получен впервые.
На основе результатов проведенного корреляционного анализа данных по температуре воздуха и атмосферным осадкам выявлена высокая взаимозависимость гидротермического режима на гмс Саратов ЮВ и остальных гмс области. Это дает достаточно оснований для рассмотрения гмс Саратов ЮВ в качестве реперной станции в процессе расчетов корреляционных карт для выявления информативных областей при проведении регрессионного анализа на предмет выявления предикторов для расчета коэффициентов уравнений для заблаговременной вероятностной оценки гидротермического режима в рассматриваемом регионе.
Выявлена и конкретизирована связь урожайности яровых зерновых культур в Никнем Поволжье с особенностями гидрогермического режима двух-летней заблаговре-монности.
Построены уравнения регрессии для заблаговременной оценки ^идротермического режима вегетационного сезона яровых зерновых культур в Нижнем Поволжье на осново использования пошаговой множественной регрессии .
Практическая ценность работы. Результаты представленной работы можно использовать для разработки региональной схемы оптимизации производства сельскохозяйственных культур.
.Результаты, полученные для вегетационного сезона дают определенные перспективы для построения аналогичных схем заблаговременных оценок температуры и осадков для всего года с достаточной для принятия превентивных мер против неблагоприятных для сельского хозяйства погодных явлений заблаговременностыо.
Апробация, работы и публикации. Результаты работы покладмв'длись на научной конференции в Саратовском Го-гудорстпонном Университете (1991), на конференции молодых ученых и специалистов в Научно-Исследовательском
Институте сельского хозяйства Юго-Востока (КИИСХ ЮВ) (1992), на научной конференции в Саратовской Государственной сельскохозяйственной Академии (1994), на научном семинаре агрономического Факультета Государственного университета штата Айова (г.Эймс, США). Го материалам работы опубликовано 4 статьи и і - наход"тся в печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,. 4 глав и заключения, изложенных на 173 страницах. В работе приведены 26 таблиц, 43 рисунка и 12 приложений на 33 страницах. Список литературы содержит 322 наименования, в том числе 44 на иностранных языках. Общий объем работы составляет 241 страницу.
