Успіх в балансі тепла і води
Відео: Юпітер - зростання, успіх, справедливість Ізохронні тони
Глобальні зміни клімату і його вплив на навколишнє середовище - одна з найважливіших проблем XXI століття. Аналіз змін, що відбуваються в атмосфері, погоді і біофізичні системі Землі протягом ХХ і початку XXI століття, дають вченим підстави стверджувати про глобальні зміни клімату планети, які відчуваються вже зараз, і очікуються в найближчому майбутньому. Як підтверджують деякі кліматичні моделі, очікується глобальне потепління приблизно на 1,5-5,8 С.
Відео: Як використовувати тепло стічних вод для підігріву води
Вологість і фотосинтез
Зміни клімату позначаються на водозабезпечення та температурних умовах розвитку рослин. Дефіцит вологи в грунті ускладнює засвоєння рослиною елементів живлення, гальмує її зростання, фотосинтез та інші фізіолого-біохімічні реакції. За оптимального вмісту в грунті азоту, фосфору і калію на синтез одиниці маси сухої речовини, наприклад пшеницею, потрібно 480 од. маси води, льоном - 787. Надмірна вологість ґрунту також негативно впливає на поглинання елементів живлення і процеси синтезу і розпаду, зокрема, в тканинах рослини можуть накопичуватися до рівня токсичних концентрацій закисному солі заліза і марганцю і т.д .. Температура нижче 0 ° З різко гальмує процеси фотосинтезу. Це відбувається як внаслідок уповільнення швидкості ферментних реакцій, так і через зневоднення клітин, викликане утворенням кристалів льоду.
Більшість рослин Центральної Європи в цих умовах відчуває низькотемпературного стресу, тоді як полярні і високогірні рослини і хвойні дерева зберігають життєдіяльність і здатність до асиміляції СО2 при температурах значно нижче від 0 ° С. З іншого боку, підвищення температури більш оптимум призводить теплові стреси і зневоднення у рослин внаслідок підвищеної транспірації вологи і висушування грунту. Як відомо, оптимум процесу фотосинтезу знаходиться між 20 і 35 ° С.Максімальная температура, при якій ще можливий фотосинтез, коливається в межах 35-50 ° С, проте це стосується тільки термофільних водоростей.
Проаналізувавши дані 26 метеостанцій України фактично за всю минуле століття, вчені, зокрема М. Барабаш з колегами прийшли до висновку про загальну тенденцію до підвищення середньорічної температури повітря і збільшення кількості атмосферних опадів, відповідно, на 0,3-0,7 ° С і на 50-100 мм.По їхню думку, зросте також внутрішньосезонна мінливість метеопараметров. У найближчому майбутньому в Україні прогнозують аномально холодні зими з раптовими перепадами температур і відсутності снігу. Влітку можливі посухи.
Переважна більшість прогнозів переконує, що техногенне наростання парникового ефекту є загрозою для цивілізації і біосфери. Біологи стверджують, що в арсеналі методів боротьби з глобальним потеплінням чільне місце має належати відновленню природних екосистем: лісових насаджень, боліт, лугів, морських і прісноводних водойм, зменшення площі орних земель, вдосконалення біологічних агротехнологій, пошуку і селекції високоврожайних сортів сільськогосподарських культур, які відрізняються значними коефіцієнтами засвоєння сонячної енергії та вуглекислоти. Сучасна наукова думка працює над розробкою новітніх агротехнологій, спрямованих на збагачення грунту гуміновими сполуками. Це не лише дасть змогу розв`язати проблему поліпшення їх родючості, а й сприятиме надійному депонуванню в них надлишку вуглецю.
Засуха - втрати світового ВВП або високі врожаї?
Сильні і тривалі посухи призводять до серйозних економічних і соціальних стресів. За даними ООН, посухи відносяться до трійки найбільших стихійних лих разом з тропічними циклонами і повенями.
За наявними оцінками, підвищення глобальної температури на 2-3оС спричинить постійні економічні втрати на рівні 0-3% від загальносвітового виробництва. При потеплінні на 5-6оС, яке є ймовірним у наступному столітті, втрати можуть досягати 5-10% світового ВВП.
Із загальної кількості сонячної енергії, що надходить в атмосферу, приблизно 20% поглинається парниковими газами (вуглекислота, метан, кисень, азот, озон і ін.)., Які прозорі для короткохвильового радіації, але затримують теплове випромінювання з поверхні планети, 47 акумулюється діяльним слоемсуші і океану, 5 - хмарами і 28% відбивається в навколоземний пространство.Следует підкреслити важливу роль рослинності у формуванні альбедо: крони дерев дають 10-15%, трав`яний покрив - 20-25, рілля - 15%.
Що стосується сільськогосподарської галузі в цілому, то, на думку деяких фахівців, потепління клімату позитивно позначиться на продуктивності рослинництва, адже інтенсивність процесів фотосинтезу, в залежності від інсоляції і температури, може вирости на 30-100%. Такі культури, як пшениця, ячмінь, соняшник, рис і соя дозрівати швидше, їх врожайність підвищиться на 20-30%.
На прикладі озимої пшениці вчені припускають, що на всій території України дати настання фенологічних фаз, в порівнянні з сучасними, зміняться на більш ранні терміни: зміщення дат появи сходів від трьох днів в Лісостепу до семи - на Поліссі. На 3-6 тижнів раніше наступати фенологічні фази розвитку пшениці у весняний період. Максимальне зміщення в бік ранніх строків очікується на Поліссі, а найменше - в Степу. Зміниться і тривалість міжфазних періодів. Так, термін межфазного періоду сходи-колосіння скоротиться на тиждень в степу і на 3 тижні - на Поліссі. З огляду на це зміни клімату сприятимуть розвитку молочного тваринництва в Степу і західному Поліссі.
В цілому позитивно оцінюючи прогнози вітчизняних фахівців, варто зауважити, що хтось розуміє глобальне потепління надто прямолінейно.Ведь підвищення середньорічної температури на 1 і навіть 3 ° С не означає зникнення похолодань і заморозків на півдні держави і в Автономній Республіці Крим, як і не виключає виникнення спорадичних посух в степовій і лісостеповій зонах.
Відео: Сьомий жест для багатства - якщо потрібна робота або "успіх в роботі"
Стратегії проти глобального потепління
На сучасному етапі розвитку сільськогосподарського виробництва вчені розглядають дві стратегії зменшення негативного впливу на сільське господарство наслідків глобального потепління:
стратегія пом`якшення, спрямована на розробку заходів щодо зменшення емісії парникових газів і збільшення стоку вуглецю. Вона призначена для уповільнення впливу негативних наслідків, обумовлених зміною клімату, і може бути реалізована на регіональному, державному та міжнародному рівнях-
адаптивна стратегія, яка передбачає зміну менеджменту екосистем і спрямована на настройку систем управління сільськогосподарським виробництвом в умовах зміни клімату на локальному (місцевому) рівні.
теоретичний класифікатор
Засуха - це невластиве для даного регіону тривалий прояв сухих і жарких погодних умов. Те, що для одного регіону (південь України - мала кількість атмосферних опадів і підвищена температура повітря) є нормою, то для іншого - надзвичайною подією. Такі райони, з нестійкими з року в рік погодними умовами, називають районами ризикованого землеробства.
Основний показник посухи - це недолік вологи на тлі теплої і навіть спекотної погоди.
Засухи класифікують за кількома показниками:
1) за кількістю опадів, що випали протягом місяця:
сильні, коли сума опадів за місяць менше 50% норми (в середньому за багаторічними даними) -
середні, коли сума опадів за місяць становить 50-75% від норми-
слабкі, коли сума опадів за місяць перевищує 75% норми, але менше 100% від норми-
2) за ступенем зменшення врожайності в порівнянні з попередніх 5 років:
дуже сильна, якщо врожайність зменшилася більш ніж на 50%
сильна, якщо врожайність становить 20-50% в поточному році в порівнянні з 5 попередніх років-
слабка, якщо втрати врожаю становлять 20% і менее-
3) за тривалістю бездощових періоду:
сильна посуха, якщо тривалість цього періоду становить понад 40 днів протягом вегетаційного періоду-
середня, якщо період бездощів`я триває від 20 до 40 днів
слабка, якщо період бездощів`я триває менше 20 днів, але не більше 10
4) за періодом року:
ранньовесняна посуха припадає на період «сівба-сходи-початок-кущіння», зазвичай від початку до кінця травня, небезпечна для ранніх зернових культур-
весняно-літня - припадає на фази «кущіння-вихід в трубку-колосіння», переважно з третьої декади травня до кінця червня, небезпечна для ранніх зернових і пізніх однорічних, а також плодових рослин-
пізня річна - доводиться на період «цвітіння-дозрівання зерна», зазвичай в липні
осіння - несприятлива для сівби озимих і отримання їх всходов-
стійка (повна) посуха - спостерігається в період від посіву до повного дозрівання зерна з рідкісними дощами в окремі фази розвитку рослин.
Для ефективного управління продукційні процесами в землеробстві фахівцям агропромислового виробництва важливо знати і вміти виявити час настання посухи і передбачити можливі негативні наслідки.
Відео: Разведопрос: Олександр Панчина про лженауки
практичні інструменти
Є ряд традиційних способів виявлення посухи. Для цього зазвичай використовують такі метеорологічні дані: кількість атмосферних опадів, температура поверхні грунту і повітря, вологість грунту і повітря.
Індекс Пальмера (PalmerDroughtSeverityIndex (ThePalmer- PDSI) застосовують для визначення часу настання посухи і виявлення ступеня її строгості. Цей індекс визначає метеорологічну посухи. Він заснований на концепції «запаси-витрати» вологи рівняння водного балансу, враховуючи точний дефіцит вологи. Індекс калібрований для однорідних ділянок, тому він ефективний на великих площах з однаковою топографією.
Індекс «Запаси поверхневої вологи» (SurfaceWaterSupplyIndex) враховують унікальні фактори, скажімо, як запаси снігового покриву. Для моніторингу умов зволоження використовують «Стандартний індекс опадів» (StandardizedPrecipitationIndexSPI). Він заснований на визначенні ймовірності випадання опадів для будь-якого тимчасового масштабу. Відмінною особливістю цього індексу є те, що він проявляє настання посухи раніше, ніж індекс Пальмера.
Ще одним інструментом визначення посухи є «Індекс критичного вмісту води в посівах» (CWSI), який нормалізує сезонні і денні відхилення температурних вимірювань рослинного покриву:
CWSI = 1-mad = Ed / Epd,
де Ed-щоденне реальне сумарне іспареніе- Epd-щоденне теоретичне іспаренія- mad-реальна вологість, яка представляє собою відношення щоденного реального до щоденного теоретичного випаровування.
І без води біда, і з нею теж
Серед зернових культур важливе місце займає озима пшениця, значні площі якої розташовані майже в усіх грунтово-кліматичних зонах України та становлять головний ресурс зернового потенціалу країни. Що стосується озимих жита, ячменю, то вирощування цих культур спостерігається на значно менших площах.
У зимовий період на полях озимих культур також можуть спостерігатися такі явища, як утворення льодової кірки, випирання, випрівання і вимокання.
Освіта крижаної кірки - це одна з основних причин загибелі озимих культур на великій площі. Іноді товщина притертою льодової кірки доходить до 20 см, яка тримається на полях протягом місяця, а часом і довше.
Основною причиною випирання на полях озимих є утворення в грунті під впливом низьких температур льодових кристалів. Лід, який при тій же масі з водою, має більший обсяг, розширюється, в результаті чого коріння рослин розриваються, вузол кущіння виноситься на поверхню грунту і під впливом низьких температур гине.
Випадки випрівання рослин озимих культур спостерігаються переважно в знижених елементах рельєфу, де накопичується велика кількість снігу, який дуже повільно тане, навіть раптового підвищення температури.Растенія, що знаходяться під снігом в умовах порівняно високих температур, енергійно відновлюють процес дихання, внаслідок чого спостерігається виснаження і голодування . Ослаблені рослинні організми стають більш чутливими до захворювань. Вони пошкоджуються заморозками і хворобами, в основному «сніговою пліснявою».
Вимокання озимих пов`язано, перш за все, з накопиченням на посівах весняної талої води, яка не поглинається грунтом внаслідок його попереднього промерзання і освіти водотривкому шару. Значна кількість вологі накопичується в низинах, заповнює всі грунтові пори і капіляри, що викликає кризову нестачу кисню, необхідного рослинам для дихання. При досить тривалого часу перебування води на поверхні грунту полів озимих культур спостерігається чітко виражена гіпоксія (недолік кисню), а потім - загибель рослинних організмів.
По зимі корисно знати про вегетацію
Найбільш важливим в процесі вирощування та отримання врожаїв озимих є визначення здатності рослин продовжувати нормальну вегетацію після проходження зимового періоду. Для цього використовують такі методи:
Метод монолітів дає найбільш достовірну оцінку життєздатності посівів озимих культур. Вибирати моноліти необхідно 25 січня, 20 лютого, 10 березня, 20 березня, а також після сильних знижень температури або дії інших несприятливих умов.
Для використання цього методу з типових ділянок поля відбирають грунт з рослинами (так званий моноліт) розміром 30х30 см і товщиною 15 см.
Моноліти поміщають в дерев`яні ящики і перевезли в приміщення з температурою +5 +10 ° С для відтавання. Після повного відтавання (як правило, 1-1,5 діб) моноліти переносять у тепле, добре освітлене приміщення з температурою + 17- + 20 ° С Верхню частину рослин на висоті 5-7 см від поверхні грунту зрізають, а частину, що залишилася, поливають водою кімнатної температури, не допускаючи пересихання моноліту. Попередню оцінку життєздатності рослин можна здійснювати через 10 днів, а остаточний - через 2-3 тижні.
Візуальна оцінка рослин дозволяє оцінити їх життєздатність. Якщо спостерігається, як мінімум, відростання листових пластинок, то такі рослини вважають життєздатними. У разі ж утворення нових листків і вузлових коренів, сумнівів в їх життєздатності немає.
Водний метод забезпечує більш швидку оцінку стану рослин озимих культур. Однак його достовірність трохи нижче метод монолітів.
У типових місцях посіву разом з грудками грунту обережно витягують рослини озимої пшениці (0,5 м в рядку). Потім їх розморожують і відмивають корені водою кімнатної температури. Після відмивання кінці коренів обрізають на відстані 3-4 см, а пагони з листям на 5-6 см від вузла кущіння.
Підготовлені рослини розміщують в дрібні ємності з водою, щоб вони були покриті водою на 2-3 см вище рівня вузла кущіння і залишають в добре освітленому приміщенні з температурою +18 ... +20 ° С. Воду в ємностях змінюють через кожні два дні, тому що саме через цей проміжок часу життєздатні рослини починають активно відростати, утворюючи нові листя і корінці. Пошкоджені екземпляри відростають слабо, а загиблі не утворюють нових листків і коренів взагалі.
цукровий метод (Розроблений Інститутом рослинництва імені В. Я. Юр`єва НААН України). Основною особливістю цього методу є використання для відростання рослин замість води розчину цукру. При цьому в живих рослин вже через добу спостерігається приріст листових пластинок 3-6 мм.Погібшіе рослини приросту не дають. Остаточний облік життєздатності озимих культур здійснюють через три дні.
метод барвників. Для визначення життєздатності рослин використовують реакцію тканин рослини на рівнерозміщення конуса наростання з такими хімічними барвниками, як фуксин кислий і тетразол. Внаслідок контакту зрізів рослинних тканин на предметному склі з краплями цих барвників утворюється специфічне забарвлення.
Фуксин забарвлює мертві тканини в яскраво-червоний колір, живі клітини залишаються слабо-зеленими або безбарвними. Тетразол не змінює кольору загиблих тканин, а в живих клітинах утворюється хімічна сполука формазін, що має яскраво-малиновий або вишневий колір.
Метод біологічного контролю складається в спостереженні за конусом наростання рослин, попередньо розкривши його від зачатків листя. У життєздатних рослин конус наростання пружний, блідо-зелений. У загиблих екземплярів він млявий, мутний, жовто-бурого і коричневого забарвлення. Візуальний аналіз доцільно здійснювати бінокулярною лупою.
