4.1.2 Оцінка вологозабезпеченості посівів соняшнику

4.1.2.1 Показники вологозабезпеченості посівів соняшнику

Водоспоживання рослин визначається ґрунтово-кліматичними умовами їх вирощування та біологічними особливостями культури. Певною мірою воно також залежить від величини рослинної маси, однак, будучи тісно пов'язане з характером погоди, не може зростати безмежно. При оптимальному зволоженні ґрунту максимум водоспоживання в кожен момент вегетаційного періоду визначається енергетичними ресурсами середовища, якщо рослинна маса достатньо велика в цій фазі розвитку, щоб повністю використовувати ці ресурси (детальніше Польовий А.М. Сільськогосподарська метеорологія, стор.287-292).
Таким чином, вологозабезпеченість посівів можна характеризувати відношенням фактичних сумарних витрат вологи за певний проміжок часу з поля, зайнятого соняшником, до їх можливої витрати, що визначається енергетичними ресурсами (випаровуваністю).
Як показник можливої витрати вологи взята сума середньодобових дефіцитів вологості повітря (мм), яка з достатньою для практичних цілей точністю характеризує випаровуваність.
Встановлено, що при оптимальному зволоженні відношення сумарних витрат вологи за весь період вегетації до суми середньодобових дефіцитів вологості повітря за цей же період дорівнює в середньому 0,6. Відповідно, величину сумарного випаровування в цілому за вегетаційний період, необхідну для створення оптимальних умов росту соняшнику, можна характеризувати сумою середніх добових дефіцитів, взятих з коефіцієнтом 0,6. Однак, як показали дослідження Мельник Ю.С. [9] коефіцієнт 0,6, може бути використаний тільки для оцінки потреби соняшнику в воді за весь період вегетації. Оскільки потреба в воді залежить не тільки від екологічних чинників, серед яких клімату належить провідна роль, але і від біологічних особливостей культури, то водоспоживання соняшнику необхідно розглядати з урахуванням особливостей цієї культури.
Взаємодія цих двох факторів добре враховується біологічними кривими водоспоживання, обґрунтованими свого часу А.М. Алпатьєвим [9]. Біологічна крива водоспоживання - це послідовність коефіцієнтів, отриманих в результаті розподілу сумарних витрат вологи (при оптимальних умовах зволожень) за окремі міжфазні періоди розвитку культури на суму середніх добових дефіцитів вологості повітря за відповідні періоди.
На рис. 4.2 приведена середня біологічна крива водоспоживання соняшнику. Для отримання цієї кривої починаючи з дати появи другої пари справжніх листків і до дозрівання за кожну декаду методом водного балансу визначається сумарне випаровування (Е, мм) з поля, зайнятого соняшником, і підраховується сума середньодобових дефіцитів вологості повітря (Σd, мм). Далі розраховується відношення сумарного випаровування до суми середньодобових дефіцитів вологості повітря (Е/Σd). Значення цих коефіцієнтів наноситься на графік. Згідно отриманої кривої, оптимальна вологозабезпеченість соняшнику в період до утворення суцвіть створюється за умови, коли відношення сумарного випаровування з поля до суми середньодобових дефіцитів дорівнює 0,5. Показником оптимальної вологозабезпеченості в період утворення суцвіть - цвітіння є величина відношення Е/Σd, що наближено дорівнює 0,7. Надалі, у міру ослаблення ростових процесів, витрата води на транспірацію скорочується. Коефіцієнт оптимальної вологозабезпеченості в період від цвітіння до дозрівання в середньому дорівнює 0,5.
Отримані коефіцієнти біологічної кривої водоспоживання дозволяють щодекадно кількісно оцінювати вологозабезпеченість посівів соняшнику на протязі всього вегетаційного періоду з урахуванням метеорологічних особливостей конкретного року, для цього досить мати у своєму розпорядженні дані про запаси вологи в ґрунті, кількість опадів і значення середньодобового дефіциту вологості повітря. За кожну декаду підраховується сума дефіцитів вологості повітря і множиться на відповідний цьому періоду коефіцієнт біологічної кривої водоспоживання. В результаті виходить величина сумарних витрат вологи, необхідна для створення оптимальних умов росту. Потім розраховується величина фактичної сумарної витрати вологи, що представляє собою різницю між значеннями вологості в метровому шарі ґрунту на початку і кінці декади плюс кількість опадів, що випали за цей час. Порівнюючи величину фактичних витрат вологи з величиною, що забезпечує оптимальні умови зростання, встановлюють (у відсотках) наскільки фактичні витрати вологи відповідають оптимальним умовам вологозабезпеченості посівів за розглянутий проміжок часу. Сумарна оцінка вологозабезпеченості за весь вегетаційний період визначається шляхом додавання відповідних оцінок за окремі періоди і ділення суми на число складових.

4.1.2.2 Ймовірна оцінка запасів продуктивної вологи в шарі ґрунту 0-100 см під посівами соняшника навесні в Степовій зоні України

В останні роки широко використовуються методи математичної статистики для розкриття просторово-часової структури кліматичних і агрокліматичних показників. З метою підвищення рівня обслуговування запитів практики розроблені непрямі методи розрахунку більш складних, але необхідних параметрів клімату на додаток до традиційних у вигляді середніх багаторічних кліматичних норм, великий практичний інтерес представляють не тільки середні показники клімату, але і ті, з яких значень вони отримані , яка міра розсіювання цих характеристик щодо середньої.
Робота такого плану для культури соняшник на території України виконана Міщенко З.А. і Кирнасівською Н.В. (дивись № 8, стор. 150-170).
За основу прийнято графоаналітичний метод Г.А. Алексєєва, який, виходячи з теоретичних і практичних міркувань, запропонував формулу для розрахунку сумарної ймовірності явища виду:

P_((x_(n ) ) )=(m-0,25)/(n+0,50)∙100% (4.5)

де P_((x_(n ) ) )- забезпеченість у відсотках, значення якої послідовно зростають; m = 1, 2, ...; n - порядковий номер членів статистичного ря¬ду x1, х2…. хn розташованих в спадаючому порядкові (n – кількість років або число спостережень за рік). Перевага цієї формули в тому, що вона придатна для розрахунку сумарної вірогідності для елементів клімату як з нормальним так і з асиметричним розподілом (детальныше Міщенко З.А. і Кирнасівська Н.В. Агроклиматические ресурсы Украины и урожай. с.150 – 170).
Розглянута вище методика застосована для розкриття тимчасової структури ЗПВ в ґрунті під соняшником на території України. В якості вихідної інформації використані щорічні данні спостережень за Wпв в шарі ґрунту 0-100 см навесні (третя декада квітня) з 1970 по 1999 роки. Розрахунки виконані щодо Луганської, Дніпропетровської, Миколаївської і Одеської областей. Вони розташовані в другому і першому макрорайоні з посушливим і дуже посушливим кліматом і з різним механічним складом ґрунтів. Результати розрахунків з графо побудовою кривих сумарної імовірності можливих запасів продуктивної вологи в шарі ґрунту 0-100 см (Wпв) на весну представлені на рис. 4.3.

а) ст. Біловодськ, б) ст. Лошкарівка,в) ст. Первомайськ, г) ст. Ізмаїл

Рисунок 4.3 – Криві сумарної вірогідності можливих запасів продуктивної вологи в шарі ґрунту 0 – 100 см (Wпв) під соняшником навесні.

Загальною закономірністю є те, що ймовірність великих значень ЗПВ в ґрунті мала, а менших - велика в порівнянні з середніми багаторічними величинами. Наприклад, в Луганській області при (Wпв), рівних 140 мм тільки на 10% (1 раз в 10 років) забезпечені Wпв рівні 182 мм, але на 90% (9 раз в 10 років) Wпв тут не будуть нижче 84 мм. На півдні Одеської області (ст. Ізмаїл) при ¯ (Wпв), рівних 128 мм тільки один раз в 10 років Wпв можуть бути рівними 150 мм, але на 90% років тут забезпечені запаси продуктивної вологи в ґрунті під соняшником не нижче 85 мм.
Далі з кожної кривої сумарної ймовірності з кроком 5%, 10, 20, 30, 40. 50, 60, 70, 80, 90, 95% знімалися значення ЗПВ в ґрунті для отримання розрахункової таблиці, що дозволяє визначати забезпеченість можливих запасів продуктивної вологи в ґрунті щодо середніх багаторічних значень. (табл. 4.3). Наочно видно, що діапазон відмінностей в можливих ЗПВ в ґрунті (Wпв) з 10% і 95% забезпеченістю значний і становить в Луганській області 98 мм, в Дніпропетровській - 91 мм, Миколаївській - 79 мм і в Одеській області - 83 мм.

Таблиця 4.3 – Можливі запаси продуктивної вологи під соняшником у шарі ґрунту 0-100 см різної забезпеченості навесні відносно середніх багаторічних значень [8].

Область,
станція ¯(W_пв ), мм
(0-100 см) Забезпеченість у % можливих запасів Wпв , мм

5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
95
Луганська,
Біловодськ 140 207 182 161 150 144 140 138 128 114 95 84
Дніпропетровська
Лошкарівка 110 160 150 131 117 111 110 107 102 90 72 59
Миколаївська
Первомайськ 155 196 187 174 163 157 155 152 144 135 120 108
Одеська
Ізмаїл 128 158 151 145 140 137 130 128 126 113 85 68