Оказалось, что в апреле оптимальные объемы осадков находились в интервале: 45-55 мм, и продуктивность подсолнечника составляла 15,9-16,1 ц/га (110,3% к среднемноголетнему уровню: -14,6 ц/га). Дальнейшее повышение объемов выпадающих атмосферных осадков (до 80,0 мм) сопровождалось умеренным снижением урожая (-0,3…-0,2 ц/га, или на -1,4…-2,1 %).
В то же время, снижение количества выпадающих осадков на -20,0…-35,1 мм (до 10 мм, или -71,4%) сопровождалось существенным снижением урожайности на -28,1 процентов. Оптимальные количество атмосферных осадков, выпадающих в мае, определялись в 82,5 мм, что обеспечивало урожайность в 17,6 ц/га (120,5% к многолетнему уровню). Дальнейшее увеличение объемов (до 105,0 мм), наоборот – сопровождалось снижением урожайности на -1,55 ц/га (-10,6%). В то же время снижение объемов (до 15,1 мм, или -67,4% от оптимального уровня) вызывало уменьшение урожая на -5,1 ц/га (-34,2%). Близкими к оптимальному объему оказались выпадающие осадки в июне (60,8 мм), обеспечившие формирование уровня урожайности в 16,5 ц/га. Дальнейшее увеличение уровня увлажнения до 150,00 мм, или на +89,2 мм (+148,7%), наоборот — сопровождалось снижением урожая на -2,7 ц/га (-18,5%), а снижение объемов осадков до 32,8 мм (-28,0 мм, или -46,0%), провоцировало снижение продуктивности подсолнечника на -2,7 ц/га (или на -18,5% от многолетнего показателя). В дополнение к этому особый интерес представляет анализ уровня реакции растений подсолнечника на колебания среднемесячных объемов выпадающих осадков.
Естественно, что растения этой культуры реагируют (прямо или опосредовано, положительно или отрицательно) на изменения количества осадков в любой из месяцев с/х года, что подтверждается анализами материалов за 62-летний период (1945-2007 г.г.). В данной статье приводятся данные только за 6 месяцев вегетационного периода (рис.7а). Анализ показал, что дефицит осадков в апреле (-50% от среднего значения) сопровождался снижением будущего урожая на -13,7% от среднемноголетнего уровня (-0,27% за каждый -1,0% дефицита осадков).
Аналогичный индикатор для мая составлял -0,35% урожая, для июня: -0,16%б для июля: -0,19% и для августа: -0,12% за каждый 1,0% дефицита осадков. Таким образом, подсолнечник оказался наиболее чувствительным к феномену засухи в мае и апреле и наиболее адаптированным к дефициту осадков в августе, июне и июле.
В сентябре подсолнечник практически не реагировал на дефицит осадков. Другие закономерности реакции культуры подсолнечника были отмечены в случаях, когда выпадали сверхоптимальные (избыточные) объемы осадков. Так, в апреле они сопровождались снижением урожайности из расчета — 0,05% за каждый 1,0% превышения оптимальных объемов осадков, в мае: -0,27%, в июне: -0,095%, в июле: -0,09%, в августе: -0,17% и в сентябре -1,92% урожая за каждый +1,0% превышения объемов осадков.
Дополнительные наблюдения выявили высокую коррелятивную связь (r=0,386…r=0,495) повышенных объемов осадков мая с развитием ряда болезней (ложная мучнистая роса, фомопсис, фомоз и др.), а сентября – с сильным развитием белой и серой гнилей, (r=+0,537… r=+0,632)сопровождавшихся существенными потерями урожая. Анализ также показал, что наибольшее влияние на
формирование урожая подсолнечника оказывали осадки апреля и мая (оптимум: в 45,1 и 82,5 мм соответственно). При этом, колебания объемов атмосферных осадков (min-max, в сумме: 199,8 и 200% от оптимальных значений) провоцировали изменения уровня продуктивности культуры в пределах 38,4 и 34,2%, соответственно (табл.9). Аналогичным образом была определена степень влияния осадков всех месяцев осени (рис.8), а также зимы (рис.9). При этом оказалось, что в сентябре оптимальные объемы осадков составляли около 90,0 мм, в октябре – 35,0 мм, в ноябре – 53,0 мм и в декабре – 47,0 мм, тогда как в январе и феврале этот феномен не был зарегистрирован.
Таким образом, подсолнечник более эффективно использовал продуктивную влагу в случае сочетания сниженных запасов осенне-зимнего сезона и повышенных объемов весенне-летних осадков (коэффициент водопотребления – 2488,0 м3/т, что было на 8,3% меньше, чем при обратном сочетании). Это позволило сформировать уровень продуктивности в 15,9 ц/га (+1,5 ц/га, или +10,4%) при практически одинаковом объеме продуктивной влаги. Наиболее низкий показатель водопотребления (2303,0) был зарегистрирован при сочетании дефицита осеннезимних запасов влаги (120,0 мм в слое почвы 0–100 см) и сниженных объемов весенне-летних осадков. В сумме это составит запас продуктивной влаги в 3030 м3/га, или -24,98% к среднемноголетнему объему. При этом уровень урожайности подсолнечника снизился с 14,6 до 13,1 ц/га, или только на 11,45%. Наоборот, наиболее высоким коэффициент водопотребления (2894,2 м3) оказался в случае сочетания повышенных запасов осенне-зимней влаги с высокими объемами весенне-летних осадков (4458,0 м3/га, или +17,7% к среднемноголетнему индексу).
При этом уровень урожайности культуры увеличивался только на +0,8 ц/га (+5,2%). Характерно при этом, что реакция других полевых культур на эту ситуацию существенно отличалась: коэффициент водопотребления озимой пшеницы при сниженных осенне-зимних запасах влаги в сочетании с повышенными объемами весенне-летних осадков оказался на 21,48% ниже, чем при обратном сочетании, у кукурузы – на 26,65%, а у сахарной свеклы эти колебания были несущественными. Другим фактором, определяющим уровень урожайности подсолнечника, является соотношение (баланс) между количеством выпадающих атмосферных осадков и объемом испарения влаги (активной и пассивной), зависимого не только от уровня температур воздуха и почвы, но и от характера растительности. Этот индикатор был рассчитан в виде коэффициента увлажнения (Ку) (таблица 11). Представленные данные (табл.11) показали, что снижение коэффициента увлажнения (Ку) с уровня 0,91 до 0,61 ед. сопровождалось снижением уровня урожайности с 15,45 до 10,6 ц/га (-4,85 ц/га, или -45,75%), в то время как среднегодовое количество осадков снизилось на 34,6%, а объемы испарения влаги, наоборот – увеличились с 6827,3 до 7608,3 м3/га (или на +11,4%). Надо отметить, что уровень снижения урожайности у других полевых культур в этих же условиях оказался существенно выше: у кукурузы – на 66,0%, у сахарной свеклы – на 60,8 и у озимой пшеницы – на 49,7 процентов.
Оказалось, что существует определенная корреляция между объемами атмосферных осадков (как годовых, так и сезонных), модифицированная, в свою очередь, температурными режимами различных лет в период 1945-2007 г.г. (табл.12).