Реакция растений кукурузы на динамику колебаний метеофакторов в условиях Молдовы

Вронских М.Д., проф. ГУ НИИПК «Селекция», Бэлць, Республика Молдова

Растения кукурузы, также как и озимой пшеницы (см. «LA» за август-сентябрь 2016) обладают достаточно высоко выраженной реакцией на изменения температурного и водного режимов. Это отражается как на годовых, сезонных, так и среднемесячных показателях. В данной статье приведены ре­зультаты кластерного анализа многолетних данных по критерию – уровень продуктив­ности кукурузы в зависимости от среднеме­сячных значений основных метеофакторов (температуры, осадки за период 1945-2015 г.г.). Кроме того, было определено и влияние одного из индикаторов (ГТК, по Селенинову), характеризующего интегрированное влияние обоих этих факторов внешней среды. С целью более акцентированной демонстрации (пред­ставления) степени влияния того или иного метеофактора на развитие растений их зна­чения были представлены в процентах к сред­немноголетним индексам и лишь в резюме они были переведены в натуральные индикаторы (toC, мм, ц/га и др.).

I. Реакция растений кукурузы на колебания значений среднемесячных температур.

а) Динамика температур месяцев осеннего сезона (рис.1).

Умеренное снижение значений температур в сентябре на первом этапе (до -13,5% от среднемноголетнего зна­чения в +15,6оС) сопровождалось последовательным повышением уровня урожайности кукурузы (до +23,0% к среднему показателю в 28,5 ц/га). В то же время, повыше­ние значений это метеоиндикатора (на +17,3%), наоборот – провоцировало умеренное снижение уровня продук­тивности этой культуры (на -2,1%…-3,5%). Таким образом, снижение средних температур воздуха в расчете на каж­дый +1,0% сопровождалось приростом уровня урожай­ности на +1,7% (т.е. по +0,48 ц/га за снижение температур на -0,16оС).

Наоборот – на прирост тепловых ресурсов в сентябре на каждый +1,0% было зарегистрировано снижение уровня продуктивности всего лишь на 0,2 процента. Следует от­метить, что дальнейшее, более акцентированное сниже­ние температур этого месяца (с -13,5% до -19,7%) также сопровождалось снижением уровня урожайности этой культуры (с +123,0% до +104,6% к среднемноголетнему уровню). Это указывает на наличие зоны температур, ха­рактеризующихся положительным влиянием на развитие растений кукурузы (с +12,5 до +15,6оС), а также оптималь­ной точки температур (+13,5оС), обеспечивающей макси­мальный урожай (138,6%, или 39,5 ц/га).

Размах колебаний уровня продуктивности кукурузы в октябре, вследствие изменения ресурсов тепла, оказал­ся еще более выраженным: растения реагировали сни­жением урожая на дефицит температур (в интервале от -55,1% и до -89,4%), которое составило -32,5%, т.е. -0,37% падения урожайности за каждый -1,0% снижения темпе­ратур. С другой стороны, последовательное повышение температур (с +23,6% до +40,4%) также провоцировало падение уровня продуктивности этой культуры, которое оценивалось в -33,3%, или по -0,76% за каждый +1,0% прироста суммы температур. Таким образом, интервал температур с положительной реакцией растений кукуру­зы был ограничен значениями: от +9,0оС до +13,8оС.

В ноябре на первом этапе снижения температур (до -63,9%), т.е. в интервале от среднемноголетнего значения +3,52оС и до +2,25оС) было зарегистрировано повышение урожай­ности на +24,3%. Однако при дальнейшем ее снижении (с -63,9% до -79,2%), наоборот – было отмечено резкое паде­ние уровня продуктивности (на -33,3%). Таким образом, тем­пы повышения урожайности кукурузы: на I этапе снижения температур составили: +0,38%, а на II этапе: -2,18% урожая за каждый -1,0% снижения температур воздуха.

Увеличение уровня температур этого месяца выше сред­немноголетних индексов (с +3,52 до +6,3оС) сопровожда­лось несущественным снижением уровня продуктивно­сти, но она еще оставалось в зоне положительных значе­ний (с 106,7% до 102,8%).

Таким образом, границы положительной реакции расте­ний кукурузы на динамику температур месяцев осеннего периода определялись: от +13,5оС до +17,5оС – в сентя­бре; с +4,90оС до +5,65оС – в октябре и с +2,54оС до +6,3оС – в ноябре. Оптимальные же точки температур воздуха составили: +13,5оС – в сентябре; +9,02оС – в октябре и +2,72оС в ноябре.

б) Месяцы зимнего сезона (рис.1).

В декабре повышающиеся значения температуры воз­духа (в интервале от -30,7% до -16,8оС) сопровождались пропорциональным увеличением уровня продуктивно­сти культуры на +32,3%, т.е. по +1,05% за каждый +1,0% прироста объемов тепловых ресурсов. Вместе с тем, после превышения оптимальной точки температуры (-1,14оС) до уровня в -0,33оС (т.е. на +83,8%) урожайность кукурузы последовательно снижалась до -38,9%, что оце­нивалось в -0,48% падения за каждый +1,0% повышения среднемесячных значений температур. Особенно замет­ными оказались темпы снижения уровня продуктивно­сти (-0,899% за прирост +1,0% температур) в латитуде после превышения этого метеоиндикатора более чем на +39,3% (до +67,0%).

Следует отметить, что в январе снижение уровня продук­тивности кукурузы под опосредованным влиянием резко сниженных температур (в интервале от -3,83оС до -5,11оС (т.е. с -13,0% до -53,9%) составило -30,9%, или по -0,76% за каждый -1,0% падения значений этого метеофактора. Ха­рактерно, что повышение индексов среднемесячных тем­ператур на +35,4% (в интервале от -3,32оС и до -2,59оС), наоборот – сопровождалось увеличением уровня про­дуктивности этой культуры (на +26,3%), т.е. по +0,75% за каждый +1,0% увеличения тепловых ресурсов.

Между тем, дальнейшее повышение среднемесячного индекса (до +44,9%, или выше чем -2,51оС) сопровожда­лось уже резким снижением урожайности этой культуры (до -57,6%), или по -6,06% за каждый +1,0% повышения температур (т.н. «кризис оттепелей» в январе).

В феврале было отмечено последовательное повыше­ние уровня урожайности кукурузы (с 69,5 до 107,6%) на протяжении всего изученного интервала повышающихся температур воздуха (с -3,02оС до -1,38оС) т.е. по +0,59% урожая за каждый +1,0% прироста температур. При этом, прирост урожая в зоне температур ниже среднемесяч­ных значений оказался равным +1,05%, а в интервале температур выше среднемесячных только +0,114% или в 9,3 раза ниже в среднем за +1,0% увеличения тепловых ресурсов.

В итоге, оказалось, что границы зоны положительной опосредованной реакции растений кукурузы на дина­мику температур были зарегистрированы: в декабре: от -1,18оС до -0,57оС, в январе: от -4,48 до -2,5оС и в феврале: от -3,02 до -1,38оС, а оптимальные точки, соответственно: -1,14оС – в декабре; -2,5оС – январе и -2,08оС – в феврале.

в) Месяцы весеннего сезона (рис.2).

Анализ опосредованного влияния тепловых ресурсов марта в виде весьма умеренного, но положительного эф­фекта реализовался в виде последовательного возрас­тания уровня урожайности кукурузы. Так, по мере уве­личения температуры с -80,9% до +257,3% (т.е. с +1,93оС до +6,14оС) продуктивность кукурузы увеличивалась на +20,3%, т.е. с 27,1 до 32,9 ц/га. Таким образом, в этом ме­сяце феномен повышения среднемесячных температур (на 238,2%) оценивался лишь символическим приростом урожая в +0,085% за каждый +1,0% дополнительных те­пловых ресурсов.

Реакция растений кукурузы на динамику температур апреля оказалась аналогичной таковой для марта, хотя и оказалась несколько более акцентированной. Так, в процессе повышения температур с -40,0% до +24,1% (т.е. с +5,9оС до +12,2оС) было отмечено увеличение уровня продуктивности культуры на +12,5% (или с 26,7 до 30,2 ц/ га), что оценивалось приростом +0,195% урожая за каж­дый +1,0 повышения тепловых ресурсов.

Совершенно другая закономерность характеризовала реакцию растений под влиянием динамики изменений температур мая. Так, уровень продуктивности кукурузы последовательно (и энергично) снижался по мере по­вышения значений среднемесячных температур возду­ха. Увеличение этого индекса на +42,7% (т.е. с +12,9 до +19,6оС) провоцировало снижение уровня продуктив­ности на -81,1% (т.е. с 40,47 до 17,4 ц/га), что оценива­лось в -1,9% падения уровня урожая за каждый +1,0% возрастающих значений температур воздуха (феномен «суперреакции»).

В итоге, границы зоны положительной реакции растений кукурузы на динамику изменений температур весенних месяцев составляли, соответственно: выше +2,77оС – в марте (до +7,4оС), выше +8,25оС (до +12,2оС) – в апреле, но ниже +16,3оС – в мае.

г) Месяцы летнего сезона (рис.2).

В июне закономерности реакции растений кукурузы на колебания индексов температур оказались аналогич­ными с таковыми для мая. Однако, при одном отличии: вначале повышение значений среднемесячных показате­лей сопровождалось чисто символическим увеличением уровня продуктивности культуры (+2,1%), но только в уз­ком интервале зоны сниженных температур (с 93,1% до 95,7). Дальнейшее увеличение объемов тепловых ресур­сов этого месяца (выше, чем на +20,1%) уже провоциро­вало последовательное снижение уровня урожайности (на -56,5%), т.е. на +2,8% за каждый +1,0% повышения среднемесячной температуры.

В течение июля растения кукурузы проявили последова­тельную и акцентированную (но отрицательную) реакцию на повышающиеся значения температуры воздуха. Так в «ответ» на увеличение параметров этого индикатора на +21,6% (или с +18,7 до +23,3оС) было зарегистрировано снижение уровня урожайности культуры на -63,8% (или с 38,7 до 20,4 ц/га). Таким образом, реакция растений на повышение температуры на +1,0% оценивалось потерей -2,95% уровня продуктивности кукурузы.

Также акцентированной оказалось отрицательная ре­акция растений этой культуры на повышающиеся зна­ чения температуры воздуха в августе. Так, в интервале температур от +18,4 до +23,8оС (+5,4оС, или +27,2%) было зарегистрировано последовательное снижение уровня урожайности кукурузы на -68,7% (с 32,9 до 13,3 ц/га), что оценивалось потерей -2,53% урожая за каждый +1,0% по­вышения температур.

В итоге, границы оптимальных зон положительной реак­ции растений кукурузы на динамику колебаний темпе­ратур воздуха были зарегистрированы, в т.ч.: в июне: от +18,0 до +19,2оС, в июле: от +18,9 до +20,6оС и в августе: от +18,4 до +19,4оС, а оптимальные значения температур составили, соответственно: +18,0оС, +19,0 и +18,5оС.

В целом, для составления прогнозов ожидаемого уровня продуктивности кукурузы наиболее существенными фак­торами оказались:

а) последовательное отрицательное влияние повышен­ных температур воздуха в октябре, но особенно: мае, июне, июле и в августе, а также продолжительные оттепе­ли в декабре и в январе;

б) отрицательное акцентированное влияние резко сни­женных температур воздуха в октябре и ноябре и уме­ренное – в декабре, январе и феврале, формирующие феномен суровой зимы;

в) положительная акцентированная реакция умеренно сниженных температур воздуха в сентябре и мае, а также во всех 3-х месяцах летнего сезона, а также умеренная – в ноябре и январе, однако только в латитуде дооптималь­ных значений, после которых, наоборот – были зареги­стрированы факты резкого падения уровня продуктив­ности этой культуры.

II. Реакция растений кукурузы на динамику объемов среднемесячных осадков

а) Месяцы осеннего сезона (рис.3).

Последовательное повышение сниженных среднемесяч ных объемов выпадающих осадков (от -79,3% до -14,2% дефицита) в сентябре сопровождалось повышением уровня продуктивности кукурузы, более заметном в лати­туде от -79,3% до -57,1%, что составляло: +4,9% к среднему уровню урожая, или +0,22% прироста продуктивности за каждый +1,0% увеличения уровня увлажнения. Дальней­шее увеличение объемов осадков (с -14,2% до +93,1%), также сопровождалось умеренным приростом уровня продуктивности этой культуры (+12,3%, или +0,115% за +1,0% повышения объемов осадков). Наконец, последу­ющее повышение постоптимальных объемов (выше 90,0 мм) провоцировало уже и некоторое снижение уровня урожайности (-0,059% за каждый +1,0% повышения уров­ня увлажнения).

В октябре эффект повышения уровня урожайности этой культуры был зарегистрирован в интервале увеличиваю­щихся объемов осадков в интервале от -67,9% дефицита до +17,0% превышения многолетнего показателя (29,9 мм), что оценивалось в +0,279% прироста продуктивности за каждый +1,0% повышения объемов осадков. Дальнейшее повышение постоптимальных объемов (с +17,0 до 27,4%) уже сопровождалось снижением урожайности: по -0,118% за каждый +1,0% повышения уровня увлажнения.

Аналогичная закономерность была зарегистрирована и для реакции растений кукурузы на динамику объе­мов осадков, выпадающих в ноябре: последовательное увеличение уровня увлажнения (с -62,7% до +31,2%) со­провождалось повышением продуктивности: с 92,3% до 110,9%, что оценивалось приростом урожая в +0,27% за каждый +1,0% объемов осадков. Дальнейшие увели­чение количества атмосферных осадков (с +31,2% до +128,8% или с 52,7 мм до 92,0 мм) уже провоцировало па­дение уровня урожайности в сумме на -29,9%, что состав­ляло -0,187% за каждый +1,0% объемов осадков.

Таким образом, объемы атмосферных осадков, обладав­шие положительным опосредованным влиянием на фор­мирование продуктивности растений оказались ограни­чены, в т.ч. в сентябре: с 60,0 до 111,8 мм; в октябре: с 25,0 до 45 мм и в ноябре: с 22,5 до 67,8 мм, а оптимальные зна­чения, соответственно: 90,0 мм, 35,0 мм и 52,7 мм.

б) Месяцы зимнего сезона (рис.3).

Согласно многолетним данным (1945-2015 г.г.) растения кукурузы обладали практически аналогичной реакцией на динамику изменений объемов атмосферных осадков во всех 3-х месяцах зимнего сезона – повышение уровня увлажнения (формирующего т.н. «осенне-зимний запас влаги» сопровождалось последовательным ростом уров­ня урожайности этой культуры.

В декабре это составляло в сумме +62,0% прироста урожая в «ответ» на повышение объемов осадков по всей латитуде (с -58,0% до +54,7%), или +0,64% уровня продуктивности за каждый +1,0% повышения уровня увлажнения.

Аналогичные показатели для января составляли соответ­ственно: +17,4% суммарной прибавки урожая за повыше­ние объемов осадков с -52,2% до +94,3%, или по +0,122% уровня продуктивности за +1,0% повышения уровня увлажнения. В феврале общий прирост урожайности со­ставил в сумме +51,2% за +157,9% увеличения объемов осадков, что оценивалось как +0,328% уровня продук­тивности за каждый +1,0% повышения степени увлажне­ния культуры.

В итоге, латитуда объемов осадков, сопровождавшихся положительным опосредованным влиянием на уровень продуктивности растений кукурузы была зарегистриро­вана, в т.ч.: в декабре: с 46,5 до 54,5 мм, в январе: с 54,5 до 65,1 мм и в феврале: 47,0 до 68,9 мм, оптимальные значе­ния составили, соответственно: 54,5 мм, 65,1 мм и 68,9 мм.

в) Месяцы весеннего сезона (рис.4).

Растения кукурузы обладали в основном, последователь­ной положительной реакцией на повышение уровня ув­лажнения в месяцы этого периода года (за исключением показателей марта). В этом месяце повышение объемов осадков с -61,9% до +98,4%, сопровождалось повыше­нием урожайности с -85,3% до +18,9% (т.е. с 24,3 ц/га до 33,9 ц/га), а реакция растений оценивалась приростом в +0,21% продуктивности за каждый +1,0% объемов осад­ков. Характерно, что после превышения оптимального уровня увлажнения (49,9 мм) было зарегистрировано умеренное снижение уровня урожайности: в сумме на -3,8% (т.е. с 118,9% до 115,1% среднемноголетнему значе­нию). В итоге это оценивалось всего лишь в -0,09% паде­ния уровня продуктивности в «ответ» на +1,0% прироста объемов осадков.

Реакция растений кукурузы на динамику температур апреля выражалась в последовательном повышении уровня урожайности культуры (66,0% до 129,8%) вслед­ствие увеличения объемов среднемесячных осадков (с -75,6% до +105,6%). В результате она оценивалась в +0,49% прироста урожая за каждый +1,0% увеличения уровня увлажнения.

В мае аналогичный суммарный прирост уровня продук­тивности составил +47,7% (с 84,9% до 132,6%) вследствие повышения уровня увлажнения (с -70,6% до +110,3%), что оценивалось в +0,339% прироста урожайности в «ответ» на +1,0% увеличения объемов осадков.

Таким образом, уровень увлажнения, обладавший поло­жительным влиянием на процесс формирования про­дуктивности растений кукурузы, был ограничен, в т.ч.: в марте: с 25,1 до 61,0 мм, в апреле: с 45,0 до 81,0 мм и в мае: с 82,5 до 106,0 мм, а оптимальные значения, соответ­ственно: 50,0 мм, 81,0 мм и 106,0 мм.

г) Месяцы летнего сезона (рис.4).

Реакция растений кукурузы на динамику объемов осад­ков в июне также характеризовалась последовательным повышением уровня продуктивности культуры (с 66,7% до 117,2%) пропорционально увеличению степени ее ув­лажнения (с -47,1% до +74,6%, или в сумме на +121,7%). В итоге, это оценивалось приростом урожая в +0,415% за каждый +1,0% увеличения объемов осадков.

В июле положительная реакция растений была обеспе­чена увеличением уровня увлажнения лишь в латиту­де от -61,8% до +27,2%, которая оценивалась в +0,417% прироста урожая за каждый +1,0% увеличения объемов осадков. Дальнейшее повышение уровня увлажнения в постоптимальной зоне значений (с +27,2% до +93,4%) уже провоцировало снижение уровня продуктивности культуры на -23,7% (с 120,2% до 96,5%), что соответство­вало падению урожайности в -0,358% за каждый +1,0% увеличения объемов осадков.

В августе в «ответ» на последовательное повышение объ­емов атмосферных осадков (с -66,1% до +81,1%) реакция растений оказалась достаточно умеренной: уровень уро­жайности увеличился с 83,1% до 121,7% (т.е. на +38,6%), что оценивалось как прирост в +0,327% продуктивности за каждый +1,0% повышения уровня увлажнения. Ха­рактерно, что последующий прирост объемов осадков (выше оптимального уровня в 184,1% к среднемноголет­нему значению в 58,4 мм) обеспечил падение уровня урожайности на -10,1%, что оценивалось как -0,70% сни­жения продуктивности за +1,0% сверхоптимальных объ­емов осадков.

В итоге, объемы осадков, обладавших положительным влияниям на повышение уровня урожайности кукурузы, были зарегистрированы, в т.ч.: в июне: с 77,5 до 139,0 мм в июле: с 80,0 до 140,0 мм и в августе: с 92,5 до 115,9 мм, а оптимальные значения, соответственно составляли: 132,0 мм, 100,0 мм и 107,5 мм.

  • реакция растений кукурузы на дефицит атмосфер­ных осадков. Наиболее выраженным отрицательное влияние дефицита осадков было зарегистрировано: в декабре (-34,4% к многолетнему уровню урожая), апре­ле (-34,6%) и июне (-33,3%). Это определяло снижение продуктивности культуры из расчета: -0,593% за каждый -1,0% дефицита в декабре, -0,450% в апреле и -0,707% за -1,0% дефицита осадков – в июне. Самым умеренным ока­залось снижения уровня продуктивности кукурузы под влиянием существенного снижения объемов осадков (-50…-70% дефицита) в сентябре (-4,2%); октябре (-1,4%) и в январе (-0,4%).

Более существенным оказалось падение уровня урожайно­сти вследствие дефицита осадков, зарегистрированного в ноябре (-7,7%), феврале (-14,4%), марте (-14,7%), мае (-5,1%), июле (-6,9%) и в августе (-6,9%). При этом, отрицательная ре­акция растений кукурузы на дефицит осадков оценивалась в -0,06% урожая за каждый -1,0% дефицита осадков в сентя­бре, в -0,02% – в октябре, в -0,122% – в ноябре, в -0,01% – ян­варе, в -0,277% – в феврале, в -0,237 – в марте, в -0,072% – в мае, в -0,147% – в июле и в -0,111% – в августе.

  • реакция на избыток осадков. Во первых, было отме­чено последовательное повышение уровня продуктив­ности кукурузы в ответ на увеличивающиеся объемы вы­падающих осадков в пределах от -60% дефицита до +40% избытка уровня увлажнения, отмеченные практически для всех 12 месяцев с/х года.

Во вторых – положительная реакция растений на по­следующее увеличение объемов осадков (>+40%), была характерна для 9 месяцев с/х года, причем наиболее вы­раженной она оказалась для суммарных показателей про­дуктивности декабря (+27,4%), февраля (+36,8%), апреля (+29,8%), мая (+32,6%) и июня (+17,2%). Это, соответствен­но, оценивалось приростом уровня продуктивности куль­туры, в т.ч.: +0,500% за каждый +1,0% повышения объемов осадков в декабре, в +0,348% – в феврале, в +0,282% – в апреле, в +0,296% – в мае и в +0,231% – в июне.

Менее существенной оказалась реакция растений куку­рузы на повышающиеся объемы осадков в остальные ме­сяцы с/х года в т.ч.: +7,7% – в сентябре, +13,0% – в январе, +15,1% – в марте и +11,6% – в августе. Уровень этого вли­яния оценивался соответственно: в +0,055% за каждый +1,0% увеличения месячных объемов осадков в сентя­бре, в +0,138% – в январе, в +0,106% – в марте и +0,118% – в августе.

Более того, в нескольких месяцах года были зарегистри­рованы феномены снижения уровня продуктивности этой культуры в зоне постоптимальных значений объ­емов осадков. Так, в октябре избыток объемов осадков спровоцировал падение уровня урожайности, которое оценивалось в -11,6% от среднего уровня урожая, что оценивалось как: -0,10% за каждый +1,0% увеличения объемов осадков, а в ноябре, соответственно: -9,0% и -0,07% и в июле: -3,5% и -0,037%, в среднем за весь изу­ченный период в 70 лет.

Графическим методом установлено, что в 6 месяцах с/х года имелись т.н. «оптимальные точки» объемов осадков, превышение которых, наоборот сопровождалось сниже­нием уровня продуктивности кукурузы, в т.ч. в сентябре – выше 90,0 мм, в октябре – выше 35,0; в ноябре – выше 52,7; в марте – выше 50,0; в июле – выше 100,0 и в августе – выше 107,5 мм.

III. Реакция растений кукурузы на динамику средне­месячных колебаний гидротермического коэффици­ента (ГТК) (рис.5).

Оценка уровня реагирования растений этой культуры на динамику колебаний температуры воздуха и объе­мов осадков по отдельности на каждый из изменяемых метеофакторов еще не представляет собой полной ин­формации в силу того, что объективно они (растения) испытывают влияния этих (и многих других) индикаторов одновременно (интегрировано). Это приводит к тому что в течение периода вегетации они могут стимулировать (или, наоборот – погашать) уровень влияния друг друга. В связи с этим, определенный интерес представляет собой изучение специфики влияния одного из интегрирован­ных индикаторов – гидротермического коэффициента (по Селянинову), представляющего собой соотношение между среднемесячными объемами осадков и потенци­алом испарения влаги (определяемым уровнем темпера­тур воздуха).

  • ГТК сентября. Последовательное увеличение значений ГТК (с 0,2 до 1,92 ед.) сопровождалось повышением уров­ня урожайности кукурузы с 95,8% до 110,5% (+14,7%), что оценивалось как прирост продуктивности в +0,85% за ка­ждую +0,1 ед. этого индикатора. Примечательно, что по­следующее увеличение значений ГТК (с 1,92 до 2,38 ед.) провоцировало уже снижение уровня продуктивности на -2,8%, что составило -0,61% за каждую +0,1 ед. повы­шения значений этого коэффициента.
  • ГТК октября. Несколько более акцентированной ока­залась реакция растений на повышающиеся значения ГТК этого месяца: была зарегистрирована прибавка уровня урожайности на +13,7% (или с 98,6% до 112,3%) пропорционально увеличению среднемесячных значе­ний ГТК (с 0,37 до 1,30 ед.). Это оценивалось как +1,47% прироста уровня продуктивности за каждую +0,1 ед. это­го индикатора. Как и для предыдущего месяца, был отме­чен феномен снижения уровня урожайности (на -23,7%) в процессе повышения постоптимальных значений этого коэффициента (с 1,30 до 2,42 ед.), что составило: -2,17% падения уровня продуктивности за каждую +0,1 ед. ГТК.
  • ГТК апреля. Было зарегистрировано последовательное повышение уровня продуктивности кукурузы (с 66,0% до 129,8% с среднемноголетнему значению (28,5 ц/га) про­порционально увеличению изученных значений ГТК (от 0,34 до 2,81 ед.), что оценивалось в +2,58% прироста уро­жая за каждую +0,1 ед. увеличения значений ГТК.
  • ГТК мая. Аналогичная закономерность была отмечена и при описании специфики влияния этого коэффициен­та на процесс формирования уровня продуктивности кукурузы в мае. Последовательное повышение уровня продуктивности культуры (с 84,9% до 132,6%) было заре­гистрировано в процессе увеличения значений ГТК с 0,32 до 2,28 ед. (т.е. на +1,96 ед.). При этом, темпы повышения уровня урожайности определялись в +2,43% за каждую +0,1 ед. ГТК.
  • ГТК июня. Сходная с предыдущими 2 месяцами сложи­лась ситуация и в июне: в «ответ» на повышение значений гидротермического коэффициента (с 0,69 до 2,34 ед.) уро­вень продуктивности культуры возрос с 66,7% до 117,2% (т.е. на +50,5%), что оценивалось в +3,06% прироста уро­жая за каждую 0,1 ед. ГТК.
  • ГТК июля. Последовательно возраставшие значения гидротермического коэффициента (в интервале от 0,47 до 1,61 ед.) сопровождались приростом уровня продук­тивности на +37,1% (с 83,1% до 120,2%), что определя­ло темпы увеличения урожайности в +3,25% за каждую +0,1 ед. возрастания значений ГТК. Для этого месяца оказалась характерной следующая ситуация: дальней­шее повышение значений ГТК (с 1,61 до 2,46 ед.) уже провоцировало снижение уровня продуктивности этой культуры (со 120,6% до 96,5%), что определяло темпы падения уровня урожайности в -2,72% за каждую +0,1 ед. увеличения ГТК.
  • ГТК августа. Анализ многолетних данных показал, что последовательное увеличение значений ГТК (в интер­вале от 0,32 до 1,79 ед.) в этом месяце сопровождалось повышением уровня продуктивности кукурузы с 83,1% до 121,7% (т.е. на +38,6%), что оценивалось приростом в +2,6% урожая за каждую +0,1 ед. ГТК. Характерно, что по­следующее (даже небольшое) повышение значений этого индикатора (на +0,17ед.) уже провоцировало резкое сни­жение уровня продуктивности культур (на -10,1%). Это определило темпы падения урожайности в -5,94% за +0,1 ед. ГТК, что было в 2,3 выше, чем темпы прироста урожая в интервале дооптимальных значений (>1,79 ед.).

Таким образом, из анализа многолетних данных по вли­янию динамики значений ГТК на формирование продук­тивности кукурузы было установлено что:

  • повышающиеся значения ГТК обладали последователь­ным и только положительным влиянием на формирова­ние продуктивности растений кукурузы в апреле, мае и июне. При этом, наиболее выраженной положительная реакция растений оказалась в июне (+3,06% за каждую +0,1 ед. ГТК), затем в апреле (+2,58%) и в мае (+2,43% за +0,1 ед. ГТК).
  • В остальные 4 месяца вегетационного периода были зарегистрированы т.н. «оптимальные значения» ГТК, пре­вышение которых сопровождалось снижением урожай­ности, в т.ч.: в сентябре (1,92 ед.), в октябре (1,30 ед.), в июле (1,61 ед.) и в августе (1,79 ед.).
  • При этом темпы увеличения уровня продуктивности кукурузы в процессе повышения дооптимальных значе­ний ГТК оказались более высокими, чем темпы снижения этого показателя под влиянием сверхоптимальных зна­чений ГТК (в случаях при превышения «оптимальных то­чек»), в т.ч.: в сентябре (в 1,39 раза) и в апреле (в 1,2 раза). В остальные месяцы с/х года ситуация оказалась обрат­ной: регистрировались более высокие темпы снижения уровня продуктивности, в т.ч. в октябре (в 1,48 раза) и в августе (в 2,3 раза).

Анализ многолетних данных, представленных на рис.1-4, позволил рассчитать также и соответствие (зависимость) уровня волатильности* (чувствительности) растений ку­курузы к специфике колебаний значений каждого из ме­теофакторов (температуры воздуха, атмосферные осад­ки, ГТК) в различных ситуациях, в т.ч.:

а) метеофактор – температура воздуха.

Выяснилось, что растения кукурузы обладали более вы­соким уровнем волатильности к колебаниям температур в месяцы осенне-зимнего периода (Kvol=0,602) по срав­нению с таковыми для месяцев весенне-летнего сезона (Kvol=0,398). При этом, положительные отклонения (от среднемноголетних значений), также были выше в осен­не-зимние месяцы (Kvol=0,736, против Kvol=0,543 ед. – в ве­сенне-летний период), а в отрицательном направлении, наоборот – Kvol=0,207 ед. против Kvol=0,457 ед. Характерно, что наиболее существенные положительные отклонения (<10%) значений продуктивности описывались Kvol=0,179 ед. в осенне-зимний период по сравнению с Kvol=0,526 ед. – зарегистрированным в весенне-летние месяцы, а отрицательные «всплески» значений этих коэффициен­тов оказались в обоих периодах практически равными (Kvol=0,571 ед. и Kvol=0,500 ед.).

б) метеофактор – атмосферные осадки.

В отличие от реакции растений кукурузы на колебания температуры, их волатильность в «ответ» на колебания объемов осадков оказалась практически равной, как в месяцах осенне-зимнего (Kvol=0,504), так и весенне-лет­него (Kvol=0,495) периодов. Вместе, с тем, доля наиболее сильных отклонений (выше 10% от среднемноголетне­го значения) оказалась более высокой в месяцы весен­не-летнего периода (Kvol=0,600, против Kvol=0,450 ед., за­регистрированных в осенне-зимние месяцы).

Оказались практически равными и количество «вспле­сков» значений, как в направлении повышения, так и снижения уровня продуктивности (Kvol=0,500 и Kvol=0,491) под влиянием колебаний объемов осадков и в месяцы осенне-зимнего и весенне-летнего периодов с/х года. Од­нако доля наиболее акцентированных отклонений (выше 10%) была существенно выше (в 6,0 раз!) в весенне-лет­ние месяцы по сравнению с осенне-зимним периодом (Kvol=0,700, против Kvol=0,125 ед.) в зоне повышенных объ­емов осадков и в 1,3 раза – в зоне дефицита увлажнения.

Таким образом, взаимосвязь между процессами роста и развития растений кукурузы со сложившимися режи­мами температур и увлажнения оказалась разнонаправ­ленной и достаточно сложной в зависимости от фаз раз­вития культуры (опосредованное или непосредствен­ное влияние) в зонах избытка или дефицита тепловых или водных ресурсов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *