Наукова робота. Вплив погодно-кліматичних факторів на врожайність провідних сільськогосподарських культур (на прикладі Печенізького району Харківської області)

Роботу виконала:
Сінчук Діана Олександрівна,
учениця 9 класу
Печенізької ЗОШ І-ІІІ ст. ім. Г.Семирадського
Печенізької районної ради
Харківської області

Науковий керівник:
Сідін Наталія Яківна,
вчителька географії
Печенізької ЗОШ І-ІІІ ст. ім. Г.Семирадського
Печенізької районної ради
Харківської області,
лауреатка IV Всеукраїнського Інтернет-конкурсу 
„УЧИТЕЛЬ РОКУ–2019” за версією
науково-популярного природничого журналу
„КОЛОСОК” у номінації „Географія”

ВСТУП

В останні десятиліття в Україні, як і в усьому світі, спостерігається суттєві зміни кліматичних умов, які впливають на різні галузі економіки країни, особливо сільськогосподарське виробництво. Відомо, що сукупність метеорологічних факторів, до яких в першу чергу входять тепло і волога, формують агрокліматичні ресурси території, що визначають умови виробництва та урожайності сільськогосподарських культур.

Дослідження агрокліматичних ресурсів, їх об‘єктивна оцінка дає можливість розробити рекомендації для підвищення врожайності сільськогосподарських культур, їх розміщення, визначає строки посіву, збору врожаю.

Об`єктом дослідження даної наукової роботи є територія Печенізького району Харківської області.

Предметом дослідження є погодні умови, їх вплив на формування врожаю сільськогосподарських культур.

Метою дослідження є оцінка агрокліматичних умов на території Печенізького району за період з 2008 по 2017 роки, дослідження впливу показників температурно-вологісного режиму даного регіону на урожайність сільськогосподарських культур (кукурудзи та соняшника) за допомогою кореляційного аналізу.

Для досягнення зазначеної мети було необхідно вирішити наступні задачі:

– вивчити вихідні передумови дослідження впливу погодно-кліматичних умов

на урожайність провідних сільськогосподарських культур Печенізького району;

– зібрати та обробити статистичний матеріал за період з 2008 по 2017 роки;

– проаналізувати погодно-кліматичні умови на території Печенізького району Харківської області і скласти їх загальну характеристику;

– проаналізувати врожайність сільськогосподарських культур у Печенізькому районі і визначити емпіричні зв’язки між погодними умовами і врожайністю сільськогосподарських культур на прикладі кукурудзи і соняшника.

Для виконання цих задач були використані методологічні агрометеорологічні напрацювання вітчизняних дослідників. До роботи залучені дані Печенізької озерної гідрометеостанції за період з 2008 по 2017 роки, Управління агропромислового розвитку Печенізької РДА, фондові матеріали, літературні джерела.

При вивченні даної теми, обробці фактичних і фондових матеріалів, використовувались аналітичний, порівняльно-географічний, статистичний і картографічний методи дослідження, а також метод математичного моделювання.

Змістом науково-дослідних робіт з даної теми є вивчення питань, пов’язаних з оцінкою ролі погодно-кліматичних умов у процесі формування біомаси i врожаю сільськогосподарських культур.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що була зроблена спроба проаналізувати погодно-кліматичні фактори території Печенізького району Харківської області і визначити їх вплив на умови формування врожаю сільськогосподарських культур останніх років у конкретних агрометеорологічних умовах.

Практичне значення роботи полягає в тому, що одержані результати дослідження можна використовувати як місцевий матеріал для вивчення навчального курсу фізичної географії, природознавства, курсу «Харківщинознавство», у позакласній роботі з учнями та під час проведення занять гуртків краєзнавчого напряму. Ця робота може бути використана працівниками сільського господарства при укладанні кліматичних довідників, широким колом фахівців-краєзнавців.

Робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків.

РОЗДІЛ І. ТЕОРЕТИЧНІ ТА МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ

1.1. Природні передумови розвитку сільського господарства

Погодно-кліматичні фактори активно впливають на різні сфери виробничої діяльності людини і відіграють виняткове значення у сільськогосподарському виробництві. Вони є природною основою вирощування сільськогосподарських культур [13, с.6].

Актуальність кліматологічної проблематики визначається важливістю питань природокористування у межах агропромислового комплексу, який розвивається під впливом природних умов і зокрема атмосферних процесів. Головна причина цього полягає в тому, що продукція сільського господарства суттєво залежить від погодно-кліматичних умов. Для потреб практики необхідна повна і всебічна кліматологічна інформація. Поряд з кліматичними показниками окремих метеоелементів, останнім часом велике значення для цього набули комплексні кліматичні показники. Вони знайшли своє відображення у розробці теоретичних і практичних питань у рамках нового наукового напрямку у кліматології – агрокліматології.

Агрокліматологічні дослідження дають можливість вивчення кліматотворних процесів, що лежать в основі розвитку кліматичних явищ, які є необхідною ланкою дослідження взаємодії клімату з іншими елементами географічного середовища. Аналіз погодно-кліматичних умов методами агрокліматології у конкретних географічних умовах є необхідною умовою у комплексі досліджень по розробці методів прогнозуваня формування атмосферних процесів і їх впливу на виробничу діяльність людини.

У роботі на прикладі території Печенізького району Харківської області проаналізовані погодно-кліматичні фактори і їх вплив на врожай сільськогосподарських культур.

Вперше задача впливу провідних факторів на врожай була поставлена Д.І. Броуновим ще в кінці XIX століття. Подальший розвиток цих досліджень знаходимо в роботах Г.Т. Селянинова, А.М. Алпатьєва, І.А. Гольцберг, Ф.Ф. Дaвiтая, С.А., Сапожникової, Ю.І.Чиркова та iн.

Широкого розвитку при обробці експериментальних даних одержали методи формального статистичного аналізу. Емпіричне рішення питань зв’язку врожаю з погодними умовами знайшло в роботах В.Є. Браславця, В.П. Дмитренка,          Є.К. Зоідзе, О.Р. Константинова, Г.А. Пановського, А.Н. Польового. Вкaзaнi методи є класичним підходом, що дозволяє встановити основні зaкoнoмipнocтi впливу погодних факторів на процес формування врожаю.

В.П.Дмитренко запропонував для оцінки впливу погодно-кліматичних параметрів на урожай сільськогосподарських культур поняття “родючість клімату”. Цей підхід буде цілком правомірним у тих випадках, коли з огляду на об’єктивні причини щорічні коливання клімату будуть відчутні на територіях з однаковими ґрунтами, які можна порівнювати між собою [6, с.3-18] .

Питання залежності врожайності культур від кліматичних факторів розглядали Д.Л. Попитченко [11, с.121-124], М.Б. Барабаш [3, с.92-102], Ю.О. Тараріко [12, с.64-67]. Зокрема, вчені зазначають, що в Україні в останні роки проводяться роботи з оцінювання реакції сільськогосподарських культур на зміну клімату й умов їх вирощування. Для більш якісного інформаційного забезпечення сільськогосподарського виробництва, прогнозування продук-тивності окремих культур доцільно проводити дослідження на локальному, регіональному та державному рівнях. Одна з проблем адаптації рослин до місцевих агрокліматичних умов – встановлення оптимального рівня тепла і вологи.

У наукових центрах України вивчались особливості мікроклімату окремих територій (М.І. Щербань), розроблено методику розрахунків характеристик мікроклімату за даними метеостанцій (Г.Ф. Приходько, Л.З. Прох), запропоновано методику оцінки морозонебезпечності територій (О.В. Шахнович), досліджено мікроклімат зрошуваних полів (Г.П. Дубинський, А.Д. Бабич, Ю.Ф. Кобченко, Р.М. Олійник) [9, с.15].

У роботах професора Харківського університету Г.П. Дубинського розроблені геофізичні основи гідрометеорологічного забезпечення сільського господарства, що дає можливість оцінити стан сільськогосподарських культур у період вегетації і гідрометеорологічну ефективність меліорацій [7, с.101-109] .

1.2. Використані матеріали і методи дослідження

При опрацюванні даної теми, обробці фактичних і фондових матеріалів, використовувались аналітичний, порівняльно-географічний, статистичний та картографічний методи дослідження, метод математичного моделювання.

Вплив метеорологічних факторів на врожайність сільськогосподарських культур встановлювався за допомогою кореляційно-регресивного аналізу. Ми досліджували залежність показників урожайності зернових від таких метеоданих, як середньомісячні показники температури повітря та кількість опадів для вегетаційного періоду (жовтень-вересень). Дані про врожайність кукурудзи та соняшнику взято з матеріалів Управління сільськогосподарського розвитку Печенізької ДРА за період 2008–2017 рр.

Фактичним матеріалом у метеорологічній практиці слугують метеодані, які складені у ряди і використовуються для подальшої статистичної обробки [8, с.19-22]. Процеси, що відбуваються у природі визначають умови формування і характеру погоди і впливають на сільське господарство. Для вивчення агрокліматичних умов досліджуваної території були узяті метеорологічні ряди за період з 2008 по 2017 роки. Статистичні розрахунки, що зроблені нами за матеріалами Печенізької озерної гідрометеостанції порівнювались з кліматичною нормою.

За допомогою програми MS Excel були створені математичні моделі впливу кількості опадів та температури повітря на урожайність кукурудзи та соняшника.

РОЗДІЛ ІІ. АГРОКЛІМАТИЧНІ УМОВИ ПЕЧЕНІЗЬКОГО РАЙОНУ

2.1. Кліматичні особливості Печенізького району

Температура повітря визначає умови формування і характер погоди, впливає на різні сторони життєдіяльності людини. У зв’язку з цим надається значна увага питанням кліматоутворення і тенденціям коливання і зміни клімату як у глобальному, так і в місцевому масштабі [4, с.84; 9, с.27].

Печенізький район розміщений у північно-східній частині Харківської області (Додаток А, рис. 2.1). Територія району знаходиться у помірних широтах, де протягом року переважають повітряні маси помірного поясу і характеризується складними умовами атмосферних процесів, які пов’язані з розташуванням району на стику циркуляційних систем помірних та субтропічних широт.

Основними складовими кліматоутворення є атмосферні процеси (радіаційно-теплобалонсові, кругообіг тепла і вологи, циркуляційні), а також зовнішні (астрономічні та геофізичні) і внутрішні (фізико-хімічна структура атмосфери, маса атмосфери, маса й склад океану; географічні чинники клімату) фактори кліматоутворення [1, с.15-18].

Промениста енергія Сонця є основним джерелом енергії для явищ та процесів, що формуються на земній поверхні та в атмосфері Землі. На земну поверхню потік сонячної радіації надходить у вигляді прямої і розсіяної радіації, які разом складають сумарну сонячну радіацію, що в середньому по території Печенізького району дорівнює 4382 МДж/м² за рік. Радіаційні умови змінюються від сезону до сезону, що пов^’язано зі змінами протягом року висоти сонця над обрієм, тривалістю дня і хмарністю. У річному ході максимум (649 МДж/м²) місячних сум розсіяної радіації припадає на червень, а мінімум – на грудень (83МДж/м²) [9, с.52; 17 с.23]. .

Температура найбільш холодного місяця року, січня, в середньому становить -7,3 С. Абсолютний мінімум -35,6 С. Температура найбільш теплого місяця, липня, в середньому +20,9 С. Абсолютний максимум +37,1 С. середньорічна температура повітря складає 7,8 С [14] (Додаток Б, рис. 2.2). Взимку ґрунти промерзають на 50-75см.

Середньорічна кількість опадів 450–550 мм. Найбільша кількість опадів випадає у червні – 59–71 мм., а найменша – у березні – 21–36 мм. Найбільша кількість днів з опадами у січні – 17, найменша – у вересні – 9 [14] (Додаток В, рис. 2.3).

Район має досить великий потенціал вітру, середньорічна швидкість якого становить 4,8м/с. Іноді, частіше взимку, вітри досягають швидкості 20-30м/с. Періодичність штилів нижча за 10% [14] (Додаток Г, рис. 2.4.1).

Теплий період року характеризується зменшенням швидкості переміщення атмосферних фронтів та баричних утворень, але різко збільшується конвективна нестійкість. У ранкові часи спостерігаються радіаційні тумани, а в післяполуденні та в нічні години – внутрішньомасові та фронтальні грози, інколи зі шквалом та градом. Особливу небезпеку в цей період створюють грозова діяльність та пов’язані з нею небезпечні явища погоди. В осінній період – тумани та низька хмарність.

Холодний період характеризується великою повторюваністю складних метеорологічних умов і різкими їх змінами. В даний період морози змінюються довгими відлигами, сніговий покров нестійкий в усіх районах (за винятком півночі), тільки в окремі роки утримується довгий час. Для зими характерні такі небезпечні явища як тумани, хуртовини, снігові заряди, обмерзання, бовтанка, ожеледь. Вони спостерігаються при різних синоптичних процесах, які необхідно оцінювати в кожному випадку окремо.

Кліматичні умови сприятливі для вирощування сільськогосподарських культур помірної зони, а також для організації відпочинку населення. Наявність вітру надає переваги для розвитку вітроенергетики.

2.2. Агрокліматичні умови Печенізького району

Агрокліматичні умови певної території, в тому числі і території Печенізького району, базуються на дослідженнях закономірностей усього комплексу фізико-географічних умов і природних ресурсів, а також на просторово-часових зв’язках об’єктів і процесів сільськогосподарського виробництва з погодою і кліматом. Умови погоди, що впливають на сільськогосподарське виробництво, називають агрометеорологічними умовами, а їх багаторічний режим – агрокліматичними умовами [13, с.8].

У відповідності до агрокліматичного районування Харківської області [2, с.13] територія Печенізького району належить до північно-східного лісостепового та південно-східного степового агрокліматичних районів.

Північно-східний лісостеповий агрокліматичний район характеризується низькими значеннями середнього мінімуму температури повітря, що обумовлює небезпеку вимерзання озимини і садів. Сума активних температур становить 2800^оС, а тривалість безморозного періоду – 160 днів., це створює сприятливі умови для вирощування зернових та кормових культур. Велика повторюванність посушливих явищ (50%) підвищує значення застосування зрошувальних меліорацій.

Південно-східний степовий вирізняється найбільшою сумою активних температур (3050^оС) та найбільшою (175 днів) по області тривалістю безморозного періоду з мінімальною кількістю опадів (450 мм) і найбільшою повторюваністю інтенсивних атмосферних посух (60%). Умови сприятливі для вирощування як традиційних, так і теплолюбивих посушливо-стійких культур (пізні сорти кукурудзи, овочі, бахчові, різні сорти винограду).

Для характеристики агрокліматичних умов Печенізького району Харківської області нами були розглянуті такі складові: кліматичні – освітлення, тепло і волога; грунтові – водно-термічні властивості; біотичні – густота посівів і фізиологічний стан рослин у період вегетації.

Сонячна радіація забезпечує рослини енергією, яку вони використовують у процесі фотосинтезу для створення органічної речовини, впливає на процеси росту і розвитку рослин, на хімічний склад і якість продукції. У цілому рослини розвиваються під впливом інтенсивності сонячної радіації і зокрема фізіологічно активної радіації (ФАР)=16,7∙10³ млрд Дж/га, тривалості сонячного сяйва, спектрального складу [9, с.65].

Для території Печенізького району середньорічне значення тривалості сонячного сяйва коливається в межах від 1500 годин (26%) у зволожені роки до 2200 годин (66%) у посушливі роки. За даними Печенізької озерної гідрометеостанції у 2012 р. тривалість сонячного сяйва була найменшою (1560 рік), а у 2008, 2010 рр. літо відзначалось жаркою безхмарною погодою, тому вона була найбільшою (2060 рік) [10, с.18-19].

Узгоджуючи розраховані суми активних температур з сумарною потребою культур у теплі було встановлено, що в середньому для району вона складає 2756⁰С і таким чином є достатньою для визрівання всіх сільськогосподарських культур.

Умови зволоження території визначаються кількістю атмосферних опадів, наявністю зволоженості у повітрі і ґрунті, а також відносні показники зволоження у вигляді коефіцієнтів.

Опади по території Печенізького району випадають нерівномірно. Їх кількість зменшується з заходу на схід від 501-550 мм на заході до 300-450 мм на сході, ще свідчить про трансформацію вологого повітря в напрямку з заходу на схід, а також про прояв загальних закономірностей атмосферної циркуляції на території Печенізького району, тобто переважання західних вітрів атлантичної циркуляції в нашій місцевості.

Середньобагаторічна кількість атмосферних опадів за досліджуваний період на території Печенізького району становить 530 мм, тобто є кліматичною нормою. У залежності від частоти і інтенсивності опадоутворюючих процесів кількість атмосферних опадів у окремі роки коливаєься у великих межах. Так за період 2008-2017 років найвологішими був 2011 із загальною кількістю опадів 752 мм, а найпосушливішим видався 2008 рік, лише 391мм .

Відносна вологість повітря у річному ході змінюється зворотно ходу температури повітря. Максимальна відносна вологість припадає на холодний період року, а саме на грудень 75 до 80 % . Особливо низька відносна вологість у травні (мінімум відносної вологості у річному ході 53,8%). Другий мінімум відносної вологості у серпні 54,8%. На травень та серпень припадає найбільше число посушливих днів з відносною вологістю, яка дорівнює або менше 30% о 13 годині дня [10, с.161].

Продуктивна волога є одним з показників вологозабезпеченості рослин, як відповідність кількості води, що утримується в ґрунті, до тієї кількості, яка необхідна рослинам для нормального росту та розвитку.

Територія району, що лежить у межах лісостепової природної зони відноситься до території повного весняного промокання, де річний максимум запасів продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту складає 170-200 мм, річний мінімум лежить у межах 50-80 мм, а ймовірність недостатніх запасів вологи (менше 30 мм) досягає 25%, то степова зона – зона слабого промокання, у межах якої навіть за багаторічними даними весняні запаси вологи значно нижчі польової вологоємкості. У цілому зона сприятлива для формування сільськогосподарських культур, однак в окремі роки спостерігаються періоди гострої недостачі вологи.

Охарактеризувавши агрокліматичні умови Печенізького району Харківської області можна стверджувати, що їх співвідношення (фотосинтетична активна радіація – 16,7∙10³ млрд Дж/га [10, с.65]; cуми активних температур – 2500-3000^оС (рис. 2.3); зволоження – ГТК=1) сприяє оптимальній вегетації, накопиченню біомаси і формуванню врожаю основних сільськогоподарських культур. Але сільське господарство щорічно зазнає збитків від стихійних метеорологічних явищ, тому необхідно мати об’єктивну оцінку впливу різних факторів на рівень сільськогосподарського виробництва.

2.3. Структура земельного фонду Печенізького району

Земельний фонд Печенізького району, за даними документів Управління агропромислового розвитку Печенізької РДА, характеризується високим ступенем освоєння.

Порівнюючи структуру сільськогосподарських угідь, зображений на діаграмах (рис. 2.1, рис. 2.2) бачимо, що серед них переважають орні землі, як сьогодні, так і у дев’яностих роках минулого століття. Інші площі використовують під пасовища, сіножаті та багаторічні насадження, що відображено на побудованих діаграмах.

Рис. 2.1. Структура сільськогосподарських угідь Печенізького району (1992 р.)

Рис. 2.2. Структура сільськогосподарських угідь Печенізького району (2017 р.)

Використовуючи дані Управління агропромислового розвитку Печенізької РДА, була побудована діаграма (рис.2.3), яка показує структуру посівних площ сільськогосподарських культур.

Рис. 2.3. Структура посівних площ сільськогосподарських культур Печенізького району [складено автором]

З діаграми бачимо, що найбільшу питому вагу займають зернові, технічні та овочеві культури, вирощуванню яких сприяють наші кліматичні умови та родючі ґрунти.

Продуктивність сільського господарства залежить не тільки від кількості і якості земель, а також і від погодно-кліматичних умов. Найкращі умови для рослинництва – це достатня кількістю тепла і коефіцієнтом зволоження, близький до одиниці.

Таким чином на даний час у Печенізькому районі складаються сприятливі умови для землеробства, що дає змогу вирощувати більшість зернових культур, фрукти і овочі помірного поясу.

РОЗДІЛ ІІІ. ВПЛИВ ПОГОДНИХ УМОВ НА СТАН ТА УРОЖАЙНІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

3.1. Урожайність сільськогосподарських культур

Під час написання роботи, використовуючи документи Управління агропромислового розвитку Печенізької РДА, було зроблено аналіз врожайності кукурудзи та соняшника за період з 2008 по 2017 роки.

Вибір сільськогосподарських культур був зроблений, виходячи з економічних особливостей визначення врожайності окремих культур і з урахуванням особливостей оцінки агрокліматичних умов. Для прикладу були взяті культури, що вирізняються стійкістю до посушливих умов.

Аналіз врожайності кукурудзи по району показав, що фактична врожайність коливається в межах від 12,9 до 73,4 ц/га, середня врожайність за розглянуті роки складала 41,8 ц/га. Мінімальна врожайність 12,9 ц/га у 2008 році, а максимальна – 73,4 ц/га у 2011 році (Додаток Д).

Фактична середня врожайність соняшника по району за відповідний період становить 25,4 ц/га. Найбільш врожайнішими роками можна назвати 2011, 2012 і 2015, коли середня врожайність по району становила відповідно 32,1, 32,2 і 34,9 ц/га. Мінімальна врожайність була в 2008 році – 11,3 ц/га (Додаток Д).

Отже, аналіз статистичних рядів врожайності сільськогосподарських культур показав, крім загальної тенденції підвищення врожайності за рахунок розвитку культури землеробства, виникають і випадкові коливання за рахунок умов погоди кожного року.

3.2. Вплив погодних умов на стан і урожайність культур

Сільське господарство у значній мірі залежить від природних факторів, і зокрема погодно-кліматичних умов. Необхідно мати на увазі, що на рівень врожайності досліджуваних культур впливають, крім агротехнічних і організаційних заходів (умови зволоження та мінеральне живлення рослин, попередники і системи обробітку ґрунту після них, площі посівів, рівень захисту вирощуваних культур від шкідників, хвороб і бур’янів), і погодні умови поточного року. Може статись, що протягом року були вжиті всі необхідні заходи на відповідному агротехнічному рівні, але при несприятливих погодних умовах врожайність отримана нижча в порівнянні з оптимальними нормами.

Розглянемо питання впливу погодних умов на стан росту і розвитку провідних сільськогосподарських культур Печенізького району – кукурудзи та соняшника.

Для моделювання впливу кількості опадів та температури повітря на урожайність кукурудзи та соняшника був проведений аналіз впливу даних факторів за період у 10 років. На основі аналізу статистичних даних та метеоданих, складених у ряди, за допомогою програми MS Excel були побудовані факторні моделі впливу погодних умов на урожайність досліджуваних культур.

Кукурудза займає до 19 % посівних площ Печенізького району (рис.2.4). Це теплолюбива і вологолюбива культура, яка починає проростати за температури 8-10°С. Вегетаційний період триває 120-140 діб.

Результати моделювання впливу погодних умов на врожайність кукурудзи представлено на рис. 3.2 – 3.4.

Рис. 3.2 – Факторна модель впливу кількості опадів за вегетаційний період на врожайність кукурудзи [складено автором]

У результаті дослідження визначено, що сума опадів за період жовтень-вересень має більший вплив на врожайність кукурудзи ніж за вегетаційний період R² = 0,470 і R² = 0,151 відповідно (рис. 3.2, 3.3), що обумовлено впливом інших факторів, зокрема, структурою ґрунтів, кількістю сонячних днів та свідчить про значний вплив накопиченої вологи в ґрунті за зимово-весняний період.

Рис. 3.3– Факторна модель впливу кількості опадів за період жовтень-вересень на вражайність кукурудзи [складено автором]

Встановлена залежність між врожайністю кукурудзи та температурою повітря протягом року характеризується низьким впливом даного фактору (рис. 3.5).

Рис. 3.4 – Факторна модель впливу температури повітря за вегетаційний період на врожайність кукурудзи [складено автором]

За останні роки збільшилися площі під посівами соняшника до 33%. Соняшник – посухостійка культура, яка може тривалий час витримувати ґрунтову і атмосферну посухи у молодому віці – до появи кошиків. Мінімальна потреба культури у воді – 350–400 мм опадів, а мінімальна сума ефективних температур для ранніх сортів та гібридів повинна сягати 1450ºС, для середніх – 1600ºС. При цвітінні рослини соняшника надто чутливі до нестачі вологи та високої температури повітря. Основним наслідком посухи є збільшення пустозерності насіння, що призводить до зниження врожаю.

На основі даних щодо кількості опадів, температури та врожайності соняшника встановлені причинно-наслідкові зв’язки між даними факторами. Побудовані моделі і відповідні графіки (рис. 3.5-3.7).

Рис. 3.5 – Факторна модель впливу кількості опадів за вегетаційний період на врожайність соняшнику [складено автором]

У результаті дослідження встановлено: кількість опадів за вегетаційний період не має впливу на врожайність соняшнику (R² = 0,013), що обумовлено впливом інших факторів.

На основі дослідження визначено, що значний вплив (R² = 0,312) має кількість накопиченої вологи за за жовтень-вересень (рис. 3.6).

Рис. 3.6 – Факторна модель впливу кількості опадів за період жовтень-вересень на вражайність соняшнику [складено автором]

Залежність врожайності соняшника від температури повітря представлено на рис. 3.7.

Рис. 3.7 – Факторна модель впливу температури повітря за вегетаційний період на врожайність соняшнику [складено автором]

Побудований графік характеризує значний рівень впливу температури повітря (R² = 0,430) на врожайність соняшника.

За даними аналізу при побудові факторної моделі впливу погодних умов на врожайність сільськогосподарських культур за статистичний період використовувалась геоінформаційна система з набором складних шарів аерофотознімання та рельєфних моделей. На її основі були систематизовані та конвертовані для аналізу дані, виконано геоінформаційний аналіз, представлений на рис. 3.8

Рис. 3.8 – Геоінформаційна система даних статистики погодних факторів та врожайності сільськогосподарських культур [складено автором]

ВИСНОВКИ

Під час виконання роботи було вивчено передумови розвитку сільського господарства у Печенізькому районі; зібрано та оброблено статистичний матеріал за період з 2008 по 2017 роки; проаналізовано погодні умови на території Печенізького району Харківської області за період дослідження і складено їх загальну характеристику; проаналізовано рівень врожайності сільськогосподарських культур у Печенізькому районі і визначено емпіричні зв’язки між врожайністю культур і погодними умовами.

На основі проведеного дослідження впливу погодно-кліматичних факторів на врожайність провідних сільськогосподарських культур можна зробити наступні висновки:

– у цілому погодно-кліматичні умови Печенізького району сприятливі для вегетації сільськогосподарських культур: кукурудзи та соняшника. Сума активних температур (2800^оС- 3050^оС) та середньорічної кількості опадів (530 мм) достатня для їх визрівання.

• математичне моделювання допомогло встановити залежність між погодно-кліматичними факторами і урожайністю кукурудзи та соняшника.

Встановлено, що кількість опадів за період жовтень-вересень має більший вплив, ніж за весь вегетаційний період. Це свідчить про значну роль накопичення вологи в ґрунті за зимово-весняний період. Температура повітря за вегетаційний період має більший вплив на врожайність соняшника, у той час як врожайність кукурудзи незначно залежить від температури повітря. Треба зазначити, що на умови росту, розвитку рослин впливає комплекс факторів, які варто враховувати у подальшому дослідженні, а саме:

• розораність ґрунтів;
• вивітрюваність;
• кількість сонячних днів;
• радіаційний та водно-тепловий режим посівів:
• умови міжфазних періодів, зниження врожайності через несприятливі умови у період розвитку та росту культур;
• агротехнічні заходи та тип техніки;
• тип та кількість мінеральних добрив;
• технологія збору врожаю;
• біологічні властивості сортів сільськогосподарських культур, що характеризують процеси приросту рослинної маси.

Тільки багатофакторний геоінформаційний аналіз та моделювання впливу всіх суттєвих факторів зможе встановити їх вплив на процес врожайності кукурудзи і соняшника. Це дозволить у подальшому прогнозувати на заданий період показники врожайності культур, а також допоможе вести моніторинг фермерства.

Отже, необхідно враховувати динаміку коливання кліматичних факторів впродовж останніх років, що насамперед може привести до зміни погодних умов досліджуваної території, вирощування та непрогнозованих наслідків на продуктивність агроекосистеми в цілому. Дане питання є досить актуальним і потребує подальшого дослідження.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Алисов Б.П., Полтараус Б.В. Климатология. –М.: МГУ,1985.
2. Атлас Харьковской области. – Киев: ГУГК, 1993. – 46 с.
3. Барабаш М.Б., Корж Т.В., Татарчук О.Г. Дослідження змін та коливань опадів на рубежі ХХ і ХХІ ст. в умовах потепління глобального клімату // Наук. праці УкрНДГМІ. – 2004. – Вип. 253. – C. 92–102.
4. 4. Будыко М.И. Климат и жизнь. – Л.: Гидрометеоиздат,1991. – 472 с.
5. 5. Бучинский И.Е. Засухи и суховеи. – Л.: Гидрометеоиздат, 1976. – 213 с.
6. 6. Дмитренко В.П. Агроклиматическая оценка условий произростания сельсько-хозяйственных культур. //Труды УкрНИГМИ – 1999, вып.238. – С. 3-18.
7. Дубинский Г.П. Основные черты климата Харьковской области. Х.: ХГУ, 1961. – 418 с.
8. Исаев А.А. Прикладная климатология. — М.: МГУ, 1989, — 89 с.
9. 9. Клімат України / За ред. В.М.Ліпінського, В.А.Дячука, В.М.Бабіченко – Київ: Вид-во Раєвського, 2003. – 343 с.
10. 10. Климат Харькова. Под ред. В.И.Бабиченко. – Л. Гидрометеоиздат, 1980. — 385 с.
11. 11. Попитченко Л.М. Погоднокліматичні умови вегетації озимої пшениці в Лу ганській області / Збірник наукових праць Луганського Національного аграрного університету : Серія “Сільськогосподарські науки”. – Луганськ : Елтон2, 2009. – Вип. 100. – С. 121–124.
12. Тараріко Ю.О., Чернокозинський А.В., Сайдак Р.В. та ін. Вплив агротехніч них і агрометеорологічних факторів на продуктивність агроекосистем // Вісник аграрної науки. – 2008. – № 5. – С. 64–67.
13. 13. Чирков Ю.И. Агрометеорология.- Л: Гидрометеоиздат, 1979, -320с.
14. 14. Щоденники погоди Печенізької озерної гідрометеостанції за 2008-2017 роки.

Інтернет ресурси

http://www.gismeteo.ua

http://meteo.gov.ua/ua/

http://agrodep.kh.gov.ua/agropromislovij-kompleks-oblasti/chuguyivskij-rajon/silgosppidpriyemstva-chuguyivskogo-rajonu

http://www.univer.kharkov.ua/ua/general/our_university/karazin/karazin_about

http://kharkivoda.avakov.com/show.php?page=802

Додаток А

Рис. 2.1. Клімат Харківської області [14]

Додаток Б

Річний хід температури повітря для Печенізького району за період
з 2008 по 2017 роки

Рис. 2.2 Річний хід середньомісячної, середньомісячної максимальної та середньомісячної мінімальної температури повітря за період з 2008 по 2017 роки [складено автором]

Додаток В

Середньомісячна кількість опадів для Печенізького району
за період з 2008 по 2017 роки

Рис. 2.3 Порівняльна характеристика середньомісячної кількості опадів з кліматичною нормою для Печенізького району за період з 2008 по 2017 роки [складено автором]

Додаток Г

Середня повторюваність напрямків вітрів за порами року за період
з 2008 по 2017 роки для Печенізького району

Рис. 2.4.1. Роза вітрів за літній період

Рис. 2.4.2. Роза вітрів за зимовий період

Рис. 2.4.3 Роза вітрів за осінній період

Рис. 2.4.4 Роза вітрів за весняний період

Додаток Д

Урожайність сільськогосподарських культур Печенізького району Харківської області за період з 2008 по 2017 роки

Редакція може не поділяти думку авторів і не несе відповідальність за достовірність інформації. Будь-який передрук матеріалів з сайту може здійснюватись лише при наявності активного гіперпосилання на e-kolosok.org, а також на сам матеріал!