Одеський гідрометеорологічний інститут

Омар Фарід Мохамед

УДК (63.55).58):635.84

АГРОКЛІМАТИЧНЕ РАЙОНУВАННЯ ТЕРИТОРІЇ

УКРАЇНИ СТОСОВНО ВИРОЩУВАННЯ ПЛОДОВИХ

ОВОЧЕВИХ КУЛЬТУР

11.00.09 – метеорологія, кліматологія, агрометеорологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Одеса – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеському гідрометеорологічному інституті

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник

кандидат географічних наук, доцент

Божко Людмила Юхимівна,

Одеський гідрометеорологічний інститут,

доцент кафедри агрометеорології і

агрометеорологічних прогнозів

Офіційні опоненти:

доктор географічних наук, професор

Константинова Тетяна Степанівна

Інститут географії АН Молдови, директор

кандидат географічних наук,

старший науковий співробітник

Антоненко Володимир Степанович

Український науково-дослідний

гідрометеорологічний інститут,

Міністерство екології та природних ресурсів

України, м. Київ, старший науковий співробітник

Провідна установа:

Київський національний університет

ім. Тараса Шевченка,

географічний факультет

кафедра метеорології та кліматології

Захист відбудеться " 13 " грудня 2001 р. о 13 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.41.090.01 в

Одеському гідрометеорологічному інституті за адресою:

65016, м. Одеса-16, вул. Львівська, 15, ОГМІ.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського

гідрометеорологічного інституту за адресою, м. Одеса - 16, вул. Львівська 15,

ОГМІ.

Автореферат розісланий "_12__" _листопада__ 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Лобода Н.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах зростаючого споживання овочевих культур населенням країни одним з пріоритетних завдань сільськогосподарського виробництва є вирощування високих і стійких врожаїв в різноманітних природних умовах. Таким чином, актуальність даної роботи визначається необхідністю впровадження в практику сортового районування, при якому розміщення різних сортів овочевих культур виконується з урахуванням відповідності агрокліматичних ресурсів території біологічним особливостям цих сортів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дослідження виконувалися в рамках наукової програми кафедри агрометеорології і агрометеорологічних прогнозів.

Мета і задачі дослідження. Основною метою роботи було дослідження агрокліматичного потенціалу території України, його оцінка стосовно вирощування плодових овочевих культур, яка спрямована на раціональне використання цього потенціалу у сільськогосподарському виробництві. Згідно з метою дослідження поставлені конкретні задачі:–

адаптувати та модифікувати стосовно території України модель А.М. Польового (1983, 1988) оцінки агрокліматичних ресурсів вирощування баклажан, солодкого перцю, томатів;–

дати оцінку впливу агрокліматичних умов території на формування продуктивності овочевих культур;–

дати оцінку мінливості агрокліматичних характеристик по території України і продуктивності різних овочевих культур;–

виконати агрокліматичне районування території України стосовно плодових овочевих культур.

Об'єктом дослідження є агрокліматичний режим вирощування овочевих культур.

Предметом дослідження служать стан рослин, їх врожайність та агрокліматичні умови території України.

Методи дослідження включають статистичний і кластерний аналіз часових рядів, математичне моделювання продуційного процесу рослин.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше для умов України:–

на основі концепції максимальної продуктивності та закономірностей мінливостей кліматичних факторів адаптовано та модифіковано модель оцінки агрокліматичних ресурсів території, яка враховує біологічні особливості плодових овочевих культур;–

виявлені закономірності формування агрокліматичних умов росту і розвитку різних овочевих культур;–

виконано оцінку грунтово-кліматичних ресурсів території України стосовно овочевих культур, визначені рівні агроекологічних категорій врожаїв, які характеризують ці ресурси;–

одержані комплексні показники міри сприятливості агрокліматичних умов вирощуванню овочевих культур;–

виконано агрокліматичне районування території України стосовно вирощування плодових овочевих культур.

Практичне значення одержаних результатів полягає у кількісній оцінці на основі розробленої моделі агрокліматичних умов формування врожаю різних овочевих культур і запропонованому районуванні території України стосовно вирощування баклажанів, перцю та томатів. Виділені агрокліматичні зони дозволяють у виробничих умовах в рамках існуючих посівних площ овочевих культур виконати оптимальне розміщення окремих груп сортів, яке спрямоване на більш раціональне використання кліматичних ресурсів і підвищення врожаїв цих культур.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконувалась Омар Фарідом Мухамедом на кафедрі агрометеорології та агрометеорологічних прогнозів. Автором особисто адаптована і модифікована модель оцінки агрокліматичних ресурсів формування врожаїв плодових овочевих культур; встановлені закономірності впливу агрокліматичних умов різних грунтово-кліматичних зон України на формування врожаїв цих культур; запропоновано агрокліматичне районування території України стосовно вирощування плодових овочевих культур.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідались на наукових конференціях кафедри агрометеорології та агрометеорологічних прогнозів (1999, 2000, 2001 р.р. м. Одеса), на розширеному науковому семінарі кафедри агрометеорології та агрометеорологічних прогнозів (2000 р.), на наукових конференція молодих вчених (лютий 2001 р.).

Публікації. Результати дисертаційних досліджень викладені у 5 статтях у ведучих наукових журналах, рекомендованих ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел, трьох додатків. Загальний обсяг роботи становить 266 сторінок, містить 49 рисунків, 26 таблиць, 3 додатки на 15 сторінках, список використаних джерел з 158 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовується актуальність, наукова новизна, практична значущість роботи, формулюються мета і задачі, а також характеризуються методи дослідження, викладаються основні положення і результати, що виносяться на захист.

У першому розділі дається біологічна характеристика об'єктів дослідження – плодових овочевих культур: баклажанів, солодкого перцю, томатів; приводиться огляд сучасного стану вивчення впливу агрометеорологічних умов на формування продуктивності овочевих культур, аналіз підходів до оцінки агрокліматичних ресурсів щодо вирощування сільськогосподарських культур.

У другому розділі описуються існуючі моделі формування продуктивності овочевих культур та наводяться результати розробки моделі оцінки агрокліматичних ресурсів території України стосовно вирощування баклажанів, солодкого перцю, томатів.

За теоретичну основу при розробці моделі використана концепція максимальної продуктивності Тоомінга Х.Г. (1977), теоретичні положення моделювання продуктивності рослин сформульовані в роботах А.М. Польового (1983, 1988). Для оцінки агрокліматичних умов розроблено декадний варіант моделі.

Приріст потенційного врожаю за декаду визначався в залежності від інтенсивності ФАР та біологічних особливостей культур з врахуванням здібності рослин до фотосинтезу впродовж вегетації:

(1)

де – приріст потенційного врожаю за декаду; ф – онтогенетична крива фотосинтезу; – КПД посіву; QФАР – інтенсивність ФАР; dV – кількість днів у декаді; q – калорійність; j – номер розрахункової декади.

Приріст метеорологічно можливого врожаю уявляє собою приріст потенційного врожаю, який обмежується впливом волого-температурного режиму:

(2)

де – приріст метеорологічно можливого врожаю; – узагальнена функція впливу волого-температурного режиму з поправкою на різні екстремальні умови.

Ця функція визначається згідно з принципом Лібіха з врахуванням впливу температури повітря і умов зволоження на продуційний процес.

Температурна крива фотосинтезу визначається з формули:

(3)

де ф – температурна крива фотосинтезу; t – середня за декаду температура повітря; t0 – середня за декаду температура повітря, за якої починається фотосинтез; topt 1 – нижня межа температурного оптимуму для фотосинтезу; topt 2 – верхня межа температурного оптимуму для фотосинтезу;

, (4)

, (5)

де tmax – середня за декаду температура повітря, за якої фотосинтез припиняється;

Функція впливу вологості грунту на інтенсивність фотосинтезу визначається за формулою:

(6)

де W – запаси продуктивної вологи у шарі 0 – 50 см; Wopt1– нижня межа оптимальних вологозапасів; Wopt2 – верхня межа оптимальних вологозапасів; х3, х4 – відношення W відповідно до Wopt1 та Wopt2.

Формування дійсно можливих врожаїв обмежується рівнем природної родючості грунту:

(7)

де – приріст дійсно можливого врожаю; – бал грунтового бонітету;– функція впливу вмісту гумусу у грунті.

Рівень врожаю у господарстві обмежується реально існуючим рівнем культури землеробства і ефективності внесених мінеральних та органічних добрив:

(8)

де – приріст врожаю в господарстві; – коефіцієнт, який характеризує рівень культури землеробства і господарської діяльності; – функція ефективності внесення органічних та мінеральних добрив в залежності від умов вологозабезпеченості декад вегетації. Вона знаходиться як добуток функції впливу вологості грунту на ефективність внесення добрив і функції забезпеченості посівів органічними та мінеральними добривами.

У третьому розділі досліджується просторово-часова мінливість виробничих врожаїв овочевих культур в Україні. Вихідною інформацією є статистичні ряди врожаїв овочевих культур по областях України з 1966 по 1992 роки. Для кожної області розраховані карти-схеми розподілу середніх багаторічних, максимальних та мінімальних врожаїв овочевих культур і виявлена їх географічна мінливість. Встановлено, що всі види виробничих урожаїв значно збільшуються в напрямку з півночі на південь.

На основі аналізу трендів, що розраховані за методом найменших квадратів та гармонійних зважувань, вперше кількісно оцінена динаміка врожайності овочевих культур, під впливом культури землеробства та агрометеорологічних факторів в окремі роки по території України.

Характеристика зміни часового ряду врожайності оцінювалась по 2 компонентах – абсолютному приросту тенденції ( уТ) і темпові росту тенденції врожайності (Т). Аналіз цих величин по п'ятирічках показав, що по всій території України спостерігається збільшення абсолютного приросту тенденції від 0,17 до 0, 35. Темп росту тенденції врожайності спостерігається з 1985 року і становить по території України 0,78 – 2, 42 ц/га. Самий незначний ріст тенденції спостерігається у північно-західних областях. Мінливість врожаїв змінюється від північно-західних районів до півдня і відповідно складає 36 – 31 % та 19 – 23 % , в Криму – 16 %. Коефіцієнт варіації, пов'язаний зі змінами погоди (Сn) зменшується з північного заходу на південь.

За допомогою трендів можна розрахувати врожаї баклажанів, перцю та томатів на найближчі роки в тому чи іншому районі при існуючий технології вирощування. Встановлено, що не дивлячись на підвищення чи зниження рівня культури землеробства, повсюди зберігається велика залежність врожаїв овочевих культур від кліматичних умов окремих років. Виробничі врожаї виявляються значно нижчими біологічних можливостей сортів, а біологічний потенціал території використовується недостатньо.

Надана імовірнісна оцінка можливих врожаїв овочевих культур стосовно території України.

Складено серію кривих сумарної імовірності та розраховані таблиці для визначення можливих значень врожаїв баклажанів, перцю, томатів при визначених середньобагаторічних величинах. Це дозволило побудувати номограми забезпеченості можливих врожаїв. Слід зазначити, що характерною особливістю є мала імовірність отримання добрих та великих врожаїв у першій, другій і на півночі третьої агрокліматичних зон. Наприклад, при , що дорівнює 20 т/га, 8 – 9 разів з десяти років гарантоване отримання врожаїв не нижче 8 – 5 т/га і тільки на 10 – 20% забезпечене отримання врожаїв у межах 32 – 37 т/га.

Були побудовані криві сумарної ймовірності врожаїв баклажанів, перцю, томатів. Побудова цих кривих дозволила зробити висновок, що ймовірність отримання добрих та високих врожаїв висока тільки у степових районах України. Посування в холодніші райони зменшує отримання високих врожаїв. Оцінка впливу різних агрокліматичних показників на формування врожаїв овочевих показала, що найтісніший зв'язок величин врожаю спостерігається з сумами температур вище 100С за вегетаційний період, а також з величиною ГТК в районах незрошуваного землеробства.

Встановлено, що по території України забезпеченість теплом овочевих культур дуже сильно змінюється по кліматичних зонах і складає 1800 – 23000С – у лісостеповій зоні, 2300 – 28000С у північному степу та 2800 – 35000 у південному степу України.

Була виконана типізація погодних умов формування врожаїв овочевих культур по міжфазних періодах і в цілому за вегетаційний період.

Типізація виконувалась за такими показниками: середній температурі повітря по міжфазних періодах, сумі середніх добових температур, середньому дефіциту насичення, тривалості періодів, сум опадів і поливних норм. Отримано 6 типів погоди формування врожаїв овочевих культур.

Виконана типізація агрометеорологічних умов може бути використана для вирішення багатьох задач, як то: розробка оптимальних режимів зрошення, оптимальних режимів внесення доз і строків мінерального живлення, програмування врожаїв, тощо.

У четвертому розділі наводяться результати аналізу впливу радіаційного, теплового і водного режимів території на щодекадну динаміку показників приростів агроекологічних категорій врожайності, а також комплексної оцінки агрокліматичних ресурсів продуктивності території щодо вирощування плодових овочевих культур. Були взяті області України типічні для чотирьох агрокліматичних зон, які виділені при загальному агрокліматичному районуванні України. Оцінка виконана для середньостиглих сортів баклажанів, солодкого перцю і томатів.

Встановлено, що в І агрокліматичній зоні (Житомирська область) найбільші декадні прирости ПУ (220 г(сух.м.)/м2 · декаду ММВ (210 г(сух.м.)/м2), ДМВ (125 г(сух.м.)/м2), УВ (69 г(сух.м.)/м2) спостерігається у томатів при сумі ФАР 1330 – 1400 МДж/м2, температурі повітря 16,50С, величинах випарності і випарування відповідно 454 і 383 мм. Значно менші прирости всіх категорій врожайності баклажанів і солодкого перцю при тих же значеннях показників радіаційно-теплового і водного режиму.

У другій агрокліматичній зоні найбільші значення приростів спостерігались у період масового цвітіння і плодоутворення і становили: ПУ томатів – 312 г(сух.м.)/м2, баклажанів – 240 г(сух.м.)/м2, солодкого перцю – 256 г(сух.м.)/м2 при сумі ФАР 1350 – 1450МДж/м2, температурі повітря – 17.80С, величинах випарності і випарування відповідно 405 і 393 мм. ММУ томатів – 280 г(сух.м.)/м2, баклажанів – 185 г(сух.м.)/м2, солодкого перцю – 241 г(сух.м.)/м2. ДМУ томатів – 224 г(сух.м.)/м2, солодкого перцю – 137 г(сух.м.)/м2, баклажанів – 167 г(сух.м.)/м2. УВ томатів 126 г(сух.м.)/м2, солодкого перцю – 82 г(сух.м.)/м2, баклажанів – 83 г(сух.м.)/м2 при тих же значеннях радіаційно-теплового режиму і режиму зволоження.

У третій агрокліматичній зоні ці величини складають: ПУ баклажанів – 259 г(сух.м.)/м2; томатів – 352 г(сух.м.)/м2; солодкого перцю – 378 г(сух.м.)/м2. ММУ – 188 г(сух.м.)/м2; томатів – 297 г(сух.м.)/м2; солодкого перцю – 278 г(сух.м.)/м2. ДМУ – 182 г(сух.м.)/м2; томатів – 184 г(сух.м.)/м2; солодкого перцю – 183 г(сух.м.)/м2. УВ – 87 г(сух.м.)/м2; томатів – 104 г(сух.м.)/м2; солодкого перцю – 103 г(сух.м.)/м2 при сумі ФАР 1582 – 1660 МДж/м2, температурі повітря 18.40С та величинах випарності і випарування 493 і 450 мм відповідно.

Встановлено, що по території ІІІ агрокліматичної зони значення ФАР, температури повітря і умов зволоження змінюються і збільшуються з північного заходу на південний схід.

У четвертій агрокліматичній зоні площі посіву під овочевими культурами найбільші. Також у цій зоні спостерігались найбільші по території України значення приростів сухої біомаси баклажанів, перцю та томатів. Вони становили відповідно: ПУ – 338 г(сух.м.)/м2, 421 г(сух.м.)/м2, 396 г(сух.м.)/м2; ММУ – 279 г(сух.м.)/м2, 412 г(сух.м.)/м2, 396 г(сух.м.)/м2; ДМВ – 212 г(сух.м.)/м2, 230 г(сух.м.)/м2, 241 г(сух.м.)/м2; УВ – 101 г(сух.м.)/м2, 132 г(сух.м.)/м2, 135 г(сух.м.)/м2; при сумі ФАР 1680 – 1820 МДж/м2, середній температурі 19.2, величинах випарності 546 мм і випарування 512 мм. Приклад динаміки метеорологічних величин впродовж вегетації, величин ФАР та ММВ на рис. 1.

По областях чотирьох зон України були розраховані значення узагальнюючих характеристик агрокліматичних умов вирощування і продуційності плодових овочевих культур. Як приклад (табл. 1) наводяться дані по Одеській області (ІV агрокліматична зона).

Таблиця 1

Узагальнені характеристики агрокліматичних умов вирощування і

продуктивності різних овочевих культур (IV агрокліматична зона)

№ п/п | Загальні показники за період вегетації | Баклажани | Солодкий

перець | Томати

1. | Сума активних температур вище 130С | 2945 | 2945 | 2800

2. | Сума ФАР, МДж/м2 | 1734 | 1799 | 1620

3. | Тривалість вегетаційного періоду, дні | 141 | 146 | 126

4. | Сума опадів, мм | 179 | 181 | 139

5. | Вологопотреба рослин, мм (Еакт) | 669 | 694 | 634

6. | Сумарне випарування, мм (Епот) | 619 | 650 | 628

7. | Оцінка міри сприятливості кліматичних умов, відн.од. | 0,854 | 0,854 | 0,969

8. | Оцінка рівню використання агрокліматичних ресурсів, відн. од. | 0,331 | 0,341 | 0,321

9. | Оцінка рівню господарського використання метеорологічних і грунтових умов, відн. од. | 0,562 | 0,562 | 0,562

10. | ПУ плодів, ц/га | 418 | 463 | 468

11. | ММУ плодів, ц/га | 389 | 391 | 361

12. | ДМУ плодів, ц/га | 219 | 239 | 248

13. | УВ плодів, ц/га | 119 | 136 | 137

Суми ФАР за вегетацію овочевих змінюється від 1620 МДж/м2 для томатів до 1799 МДж/м2 для перцю. Потреба у теплі для середньостиглих сортів усіх культур досить висока і складає для томатів – 28000С, баклажанів – 29150С, перцю – 29450С.

Тривалість вегетаційного періоду найкоротша у томатів – 136 днів; для перцю і баклажанів вона майже однакова 141 – 146 днів. Найбільш вимогливий до вологи солодкий перець, він потребує 694 мм, менш вимогливі баклажани і томати, їх водопотреба становить відповідно 669 та 654 мм.

Встановлено, що в першій агрокліматичній зоні (північні і північно-західні райони України) оцінка міри сприятливості кліматичних умов змінюється від 0.791 відн. од. для перцю до 0.969 відн. од. для томатів. Для баклажанів вона становить 0.854 відн. од. Оцінка рівню використання агрокліматичних ресурсів становить від 0.321 відн. од. для баклажанів і томатів і 0.349 відн. од. для перцю і оцінка рівню господарського використання метеорологічних і грунтових умов становить для усіх культур 0.562 відн. од.

У другій агрокліматичній зоні оцінка рівню використання агрокліматичних ресурсів змінюється для культур мало і становить у всіх областях зони 0.450 – 0.454 відн. од. Оцінка міри сприятливості кліматичних умов також мало змінюється і становить 0.850 – 0.854 відн. од. Рівень господарського використання метеорологічних і грунтових умов майже не змінюється і становить 0.562 відн. од.

У третій агрокліматичній зоні оцінка міри сприятливості агрокліматичних умов коливається від 0.877 відн. од. для баклажанів до 0.915 відн. од. для томатів. Оцінка рівню використання агрокліматичних ресурсів змінюється від 0.400 до 0.450 відн. од.

У четвертій агрокліматичній зоні (південний степ України) оцінка міри сприятливості кліматичних умов змінюється від 0.941 відн. од. до 0.960 відн. од., оцінка рівню використання агрокліматичних ресурсів становить 0.682 відн. од.

Виконана оцінка агроекологічних категорій врожаїв всієї сухої маси рослин і врожаю плодів. Доля плодів в загальній масі врожаю для всіх категорій становить для баклажанів 0.540 відн. од., для перцю – 0.550 відн. од. для томатів – 0.560 відн. од.

У першій агрокліматичній зоні врожаї всіх агроекологічних категорій найменші і становлять для баклажанів ПУ – 189 ц/га, ММВ – 159 ц/га, ДМВ – 90 ц/га, УВ – 50 ц/га; для перцю відповідно – 203 ц/га, 161 ц/га, 99 ц/га, 56 ц/га; для томатів – 268 ц/га, 261 ц/га, 148 ц/га, 83 ц/га.

У другій агрокліматичній зоні ПУ баклажанів – 232 ц/га, ММУ – 210 ц/га; ДМУ – 169 ц/га, УВ – 86 ц/га; солодкого перцю – 246 ц/га, 218 ц/гп, 196 ц/га, 112 ц/га відповідно; томатів – 252 ц/га, 224 ц/га, 201 ц/га 120 ц/га.

У третій агрокліматичній зоні агроекологічні категорії врожаїв культур становлять: для баклажанів ПУ – 291 ц/га, ММВ – 270 ц/га, ДМУ – 171 ц/га, УВ – 96 ц/га; солодкого перцю відповідно 318 ц/га, 296 ц/га, 230 ц/га, 152 ц/га; томатів – 451 ц/га, 433 ц/га, 263 ц/га, 147 ц/га.

Найвищі врожаї плодів усіх культур у четвертій агрокліматичній зоні становлять: для баклажанів – ПУ – 418 ц/га, ММУ – 389 ц/га, ДМУ – 219 ц/га, УВ – 169 ц/га; для солодкого перцю – 430 ц/га, 413 ц/га, 253 ц/га та 184 ц/га відповідно; для томатів – 505 ц/га, 496 ц/га, 279 ц/га та 197 ц/га.

У п'ятому розділі представлені результати оцінки агрокліматичних ресурсів території України. Оцінка виконана на підставі середніх багаторічних кліматичних даних на рівні середніх обласних значень за допомогою моделі, яка дозволила отримати кількісні характеристики агроекологічних категорій врожайності і виконати агрокліматичне районування території щодо вирощування плодових овочевих культур.

Для усіх розглянутих культур встановлено, що найбільш низький рівень всіх категорій врожаїв спостерігається в північних областях України, які входять в першу агрокліматичну зону. Рівень всіх категорій врожаїв підвищується при просуванні на південь. Слід відмітити, що у І і ІІ агрокліматичних зонах різниця між ПУ та ММУ значна. У ІІІ та ІV зонах вона зменшується і не перевищує 10 – 20 ц/га.

Для прикладу на рис. 2 представлено розподіл ММВ томатів по території України. Найбільш високі рівні значень ММВ спостерігаються на півдні Одеської області і в республіці Крим. В центральних і північних районах Одеської області та Херсонській, Миколаївській та Запорізькій областях рівні ММУ змінюються з заходу на схід і коливаються від 390 до 430 ц/га. В центральних і східних областях України ММУ томатів становлять від 280 до 300 ц/га. В північних областях 260 – 280 ц/га. Найменші значення ММУ у східних областях (Сумська, Харківська) та західних областях (Рівненська, Волинська) і становлять від 217 до 235 ц/га.

Найнижчі значення ММУ спостерігаються в Тернопільській і Івано-Франківській областях – 170 – 176 ц/га.

Аналогічні карти побудовані для баклажанів, солодкого перцю за значеннями усіх категорій врожаїв.

Для кожної культури побудовані карто-схеми комплексних оцінок: оцінка міри сприятливості кліматичних умов (СВУ), оцінка рівня використання агрокліматичних ресурсів (СО) і оцінка культури землеробства (СА).

На основі аналізу закономірностей мінливості агроекологічних категорій врожаїв та комплексних оцінок нами виконане агрокліматичне районування території України щодо вирощування плодових овочевих культур за слідуючими принципами: 1) на основі значень ММВ виділялись агрокліматичні округи по продуктивності баклажанів, перцю, томатів; 2) на основі оцінок використання агрокліматичних ресурсів ці округи поділяли на агрокліматичні райони.

Для перелічених культур виділено сім агрокліматичних округів, які характеризуються різними рівнями ММУ і в межах кожного округу виділені від 1 до 4 агрокліматичних районів. Наведена загальна характеристика агрокліматичних округів, яка включає оцінку продуктивності території і ефективність використання агрокліматичних ресурсів (табл. 2).

Таблиця 2

Агрокліматичне районування України стосовно вирощування

середньостиглих сортів плодових овочевих культур

Агрокліматичний округ | Агрокліматичний район |

Загаль-ний

індекс |

Загальна характеристика

Ін-декс | МВУ, ц/га | Номера

облас-тей | Ін-декс | Оцінка викорис-тання агрокліма-тичних ресурсів, С0, відн. од. | Номера областей

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8

A. I |

150-200 | 7, 8, 9, 10, 24 | c.1 | 0,250 – 0,279 | 7, 8, 24 | A I, c.1 | Низька продуктивність з низькою ефективністю використання агрокліма-тичних ресурсів

c.5 | > 0,370 | 9, 24 | A I, c.5 |

Низька продуктивність з високою ефективністю використання агрокліма-тичних ресурсів

A. II | 201-250 | 1, 2, 6, 13, 17,

25 | c.2 | 0,280 – 0,309 | 1 | A II, c.2 | Понижена продуктивність з пониженою ефективністю використання агроклі-матичних ресурсів

c.3 | 0,310 – 0,339 | 2, 6, 25 | A II, c.3 | Понижена продуктивність середньою ефективністю використання агрокліма-тичних ресурсів

продовження табл. 2

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8

c.4 | 0,340 – 0,369 | 13 | A II, c.4 | Понижена продуктивність з високою ефективністю використання агрокліма-тичних ресурсів

c.5 | > 0,370 | 17 | A II, c.5 | Понижена продуктивність з дуже високою ефектив-ністю використання агро-кліматичних ресурсів

A. III | 251-300 | 3, 4, 5, 12 | c.2 | 0,280 – 0,309 | 3, 4, 5 | A III, c.6 | Середня продуктивність пониженою ефективністю використання агроклі-матичних ресурсів

с.4 | 0,340 – 0,369 | 12 | A III, c.7 | Середня продуктивність з високою ефективністю використання агрокліма-тичних ресурсів

A.IV | 301-350 | 15, 16 | c.4 | 0,340 – 0,369 | 15 | A IV, c.4 | Достатньо висока продуктивність з високою ефективністю використання агрокліматичних ресурсів

c.5 | > 0,370 | 16 | A IV, c.5 | Достатньо висока продуктивність з високою ефективністю використання агрокліматичних ресурсів

A. V | 351-400 | 11, 14 | c.5 | > 0,370 | 11, 14 | A V, c.5 | Висока продуктивність з дуже високою ефективністю використання агро-кліматичних ресурсів

A. VI | 400-451 | північні райони

18, 19, 20, 21 | c.4 | 0,340 – 0,369 | північні райони

18, 19, 20, 21 | A VI , c.4 | Дуже висока продуктивність з високою ефективністю агрокліматичних ресурсів

A. VII | >451 | південні

райони

18, 22 | c.4 | 0,340 – 0,369 | південні

райони

18 | A VII, c.4 | Дуже висока продуктивність з вискою ефективністю використання агро-кліматичних ресурсів

c.3 | 0,310 – 0,339 | південні

райони

22 | A VII, c.3 | Дуже висока про-дуктивність з середньою ефективністю використання агро-кліматичних ресурсів

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і здійснене нове вирішення наукової задачі, що полягає в оцінці агрокліматичного потенціалу України стосовно вирощування плодових овочевих культур, яка спрямована на використання цього потенціалу у сільськогосподарському виробництві. Це дало можливість вирішити цілу низку задач наукового і прикладного характеру, а саме:

1. На підставі аналізу трендів врожайності виконана оцінка динаміки врожаїв культур під впливом культури землеробства і агрометеорологічних умов.

2. Виконано імовірнісну оцінку можливих врожаїв баклажанів, солодкого перцю, томатів; побудовані номограми забезпеченості різних агроекологічних категорій врожаїв.

3. Виконано типізацію погодних умов формування врожаїв овочевих культур в Україні. Виділено 6 типів погодних умов.

4. Для грунтово-кліматичних умов України адаптовано і модифіковано модель А.М. Польового (1988) оцінки агрокліматичних ресурсів формування врожаїв плодових овочевих культур:–

визначені параметри моделі і функції впливу агрокліматичних характеристик території на продуктивність баклажанів, солодкого перцю, томатів;–

для різних овочевих культур врахована зміна рівню оптимальних для фотосинтезу температур повітря впродовж вегетаційного періоду.

5. Виконано оцінку динаміки показників приростів агроекологічних категорій врожаїв овочевих культур під впливом радіаційного, теплового і водного режимів.

6. Виконано комплексну оцінку агрокліматичних ресурсів кожної агрокліматичної зони України. Встановлено, що в І агрокліматичній зоні оцінка рівня використання агрокліматичних ресурсів найменша і змінюється по областях від 0.215 до 0.310 відн. од. Далі по території значення оцінок змінюється від 0.310 до 0.450 відн. од.

7. Виконано оцінку агроекологічних категорій врожаїв всієї сухої маси плодів баклажанів, солодкого перцю та томатів. Встановлено, що найменші врожаї сухої маси і плодів усіх культур спостерігаються у І агрокліматичній зоні. Найбільші – в четвертій.

8. Виконано оцінку агрокліматичних ресурсів по областях і агрокліматичних зонах України у вигляді агроекологічних категорій врожайності (ПУ, ММУ, ДМУ, УВ) стосовно баклажанів, солодкого перцю, томатів.

9. Одержані комплексні оцінки міри сприятливості кліматичних умов вирощування плодових овочевих культур і оцінки ефективності використання кліматичних ресурсів території України. Побудовані карти-схеми комплексних оцінок агрокліматичних умов.

10. На основі оцінок агрокліматичних ресурсів продуктивності по областях, оцінок міри використання цих ресурсів, їх мінливості виділені агрокліматичні округи і райони. Запропоновано агрокліматичне районування території України стосовно вирощування теплолюбних плодових овочевих культур.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗДОБУВАЧА ЗА

ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

АНОТАЦІЇ

Омар Фарід Мохамед. Агрокліматичне районування території України щодо вирощування плодових овочевих культур. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук. – Спеціальність 11.00.09 – метеорологія, кліматологія, агрометеорологія. – Одеський гідрометеорологічний інститут, Одеса, 2001.

Дисертація присвячена проблемі встановлення впливу агрокліматичних умов на продуційність овочевих культур: баклажанів, солодкого перцю, томатів в Україні. На основі концепції максимальної продуктивності розроблена адаптована і модифікована модель оцінки агрокліматичних ресурсів території, яка враховує біологічні особливості овочевих культур, виявлені закономірності формування агрокліматичних умов зростання і формування врожаю в різних агрокліматичних умовах. Одержана кількісна оцінка впливу мінливості агрокліматичних характеристик на продуційний процес рослин.

На основі оцінок агрокліматичних ресурсів продуктивності по областях, оцінок міри використання цих ресурсів, їх мінливості виділені агрокліматичні округи і райони. Запропоновано агрокліматичне районування території України стосовно вирощування теплолюбних плодових овочевих культур.

Ключові слова: овочеві, агрокліматичні ресурси, продуційність, модель, агроекологічні категорії врожаїв, округ, район.

Омар Фарид Мохамед. Агроклиматическое районирование территории Украины применительно к возделыванию плодовых овощных культур. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук. – Специальность 11.00.09. – метеорология, климатология, агрометеорология. – Одесский гидрометеорологический институт, Одесса, 2001.

Исследован агроклиматический потенциал территории Украины применительно к возделыванию плодовых овощных культур: баклажан, сладких перцев и томатов.

На основе обработки материалов наблюдений за урожайностью и метеорологическими факторами исследована изменчивость урожаев овощных культур по территории Украины и установлено, что наибольшей устойчивостью обладают урожаи культур в южной степи Украины (Сv= 0.16 – 0.22). Изменчивость увеличивается с юга на северо-запад (Сб = 0.32 – 0.33). Также выполнена вероятностная оценка возможных урожаев баклажан, сладких перцев и томатов. Построены номограммы обеспеченности разных категорий урожаев овощных.

Исследовано влияние разных агроклиматических условий на формирование урожаев овощных и выполнена типизация погодных условий. Выделено шесть типов погодных условий формирования урожая плодовых овощных и рассчитаны вероятностные характеристики разных типов в разных агроклиматических зонах, а также рассчитаны вероятностные нормы удобрений при разных типах погоды. Установлено, что при резком недостатке увлажнения, также как и при избыточном увлажнении, внесение минеральных удобрений, дает минимальную прибавку урожая.

На основе концепции максимальной продуктивности посевов разработана адаптирована и модифицирована модель оценки агроклиматических ресурсов территории, которая учитывает биологические особенности культур. С помощью модели выявлены закономерности формирования агроклиматических условий роста и развития различных овощных культур в различных агроклиматических районах. Рассчитана динамика приростов агроэкологических категорий урожайности. Установлено, что максимальные приросты всех агроэкологических категорий урожайности, (ПУ, МВУ, ДВУ и УП) наблюдаются в четвертой агроклиматической зоне и в среднем для овощей составляют: ПУ – 398 г/м2, МВУ – 396 г/м2, ДВУ – 230 г/м2, УП – 132 г/м2 сухой массы при сумме ФАР 1690 – 1830 МДж/м2. Наименьшие приросты сухой массы наблюдаются в первой агроклиматической зоне и составляют соответственно – 210, 135, 125 и 69 г/м2 при сумме ФАР 1330 – 1400 МДж/м2.

Установлены различия в оптимальных значениях сумм ФАР, температур воздуха и характеристик увлажнения для исследуемой группы культур. Они близки у томатов и сладких перцев и отличаются у баклажан.

С помощью модели получены оценки уровня использования агроклиматических ресурсов и оценки степени благоприятности климата.

Установлено, что самые высокие значения оценок уровня использования агроклиматических ресурсов в Центральных областях Украины от 0.380 до 0.450 отн. ед. Низкие оценки уровня использования агроклиматических ресурсов в областях первой агроклиматической зоны – от 0.250 до 0.309 отн. ед. Построены карто-схемы комплексных оценок агроклиматических условий.

Рассчитаны оценки агроклиматических ресурсов территории Украины по областям и агроклиматическим зонам в виде всех агроэкологических категорий урожайности (ПУ, МВУ, ДВУ, УП) применительно к баклажанам, сладким перцам и томатам. Построены карто-схемы распространения этих характеристик по зонам Украины.

На основе анализа закономерностей изменчивости агроэкологических категорий урожайности и комплексных оценок агроклиматических ресурсов было выполнено агроклиматическое районирование территории Украины применительно к возделыванию плодовых овощных культур.

Для баклажан, сладких перцев и томатов выделено шесть агроклиматических округов, среди которых наивысшей продуктивностью плодовых овощных отличаются орошаемые районы южной степи Украины. Все агроклиматические округа, за исключением пятого, делятся на агроклиматические районы.

Установлено, что эффективность использования агроклиматических ресурсов по территории Украины очень разнообразна.

Ключевые слова: овощные, агроклиматические ресурсы, продуктивность, модель, агроэкологические категории урожайности, округ, район.

Omar Farid Mohamed. Agroclimatological zoning of the territory of Ukraine for fruit-and-vegetable crops growing. – Manuscript.

Thesis for the candidate’s degree by speciality 11.00.09 – meteorology, climatology, agrometeorology. – The Odessa Hydrometeorological Institute, Odessa, 2001.

This thesis is devoted the problem of agroclimatological condition influence on the vegetable crops productivity, such as: aubergines, paprika and tomatoes in Ukraine. The estimation model of agroclimatological resources of the territory which takes into consideration the biological peculiarities of vegetable craps is worked out on the base of maximum productivity conception. The regularities of formation of agroclimatological condition of growing and yield formation in different agroclimatological conditions are shown here. The guatitative estimation of influence of agroclimatological characteristics exchangeability on the plant process productivity is received.

On the basis of estimation of agroclimatological resources of productivity in the regions, estimations of usage of these resources and their exchangeability the agroclimatological areas and regions are selected. Agroclimatological zoning of the territory of Ukraine for the growing of heat – loving fruit-and-vegetable crops is proposed here.

Key words: vegetable, agroclimatological resources, productivity, model, agroecological, yield categories, area, region.