Адаптація рослинництва в часи змін клімату

 Інституті зрошуваного землеробства вже тривалий час проводяться наукові дослідження з моніторингу змін регіонального клімату степової зони України. Упро­довж 135-річного періоду інструментальних спостережень відбувались істотні коливання як температури повітря, так і кількості опадів у Херсонській області. За цей час фіксувалося три періоди потеп­ління.

Водночас за цей період спостерігалося й три пікових зниження температури. При цьому нами встановлено, що в коливаннях середньомісячних температур відзначено 20- та 30-річні періоди підйому та спаду. Врахо­вуючи, що в останні 30 років спостерігався період підвищення температурних показників, то є ймовірність їх зниження у наступні 20 років.

Також істотних змін набула і кількість опадів. За період з 1886-го по 1965 р. середньорічна кількість опадів становила 335 мм, а за останні 50 років збільшилася до 446 мм, тобто на 111 мм, або на 33%. При цьому слід зазначити, що в періоди істотного зниження температури повітря кількість опадів зростала.

Найбільше зростання температур відбулося в зимовий період – грудень і січень – на 1,9 та 2°С відповідно. У літні місяці – червні та серпні – температура підвищилася на 1,5 та 1,6°С відповідно. Також прискорився перехід від зими до весни зі зростанням температури в березні на 1,4°С, а у квітні – на 1,1°С. Підвищення температури повітря за цей період призвели до збільшення надходження тепла за вегетаційний період. Так, сума позитивних температур за цей період зросла на 736°С, а ефективних вище 5°С – на 673°С. Особливо помітно це зростання відбулося за останні 10 років.

Сорго вдягає майку лідера

Такі зміни клімату в Південному Степу України, які вже відбулися та очікуються в найближчі десятиріччя, безумовно впливають і впливатимуть на ведення землеробства в регіоні.

Тому слід вдаватися до заходів, спрямованих на зниження ризику чутливості сільського господарства до зміни клімату. Вони мають бути спрямованими на підвищення стійкості сільськогосподарських культур та адаптації технологій їх вирощування до цих змін. Такі заходи містять основні блоки:

• заходи, спрямовані на формування адаптаційного потенціалу;

• заходи, спрямовані на зниження ризику від можливих стресових ситуацій;

• заходи, спрямовані на отримання вигоди від регіональних кліматичних змін.

До першого блоку заходів належать:

• формування структури посівних площ, адаптованої до зміни клімату;

• збільшення в структурі посівних площ питомої ваги посухо- і жаростійких сільськогосподарських культур, їх сортів та гібридів;

• створення нових сортів та гібридів, що мають низькі транспіраційні коефіцієнти й економно використовують воду.

Для забезпечення високої та стабільної врожайності сільськогосподарських культур і сталого виробництва рослинницької продукції важливе значення має адаптивне розміщення сільськогосподарських культур і їх співвідношення в окремих природно-кліматичних зонах та їх підзонах.

Усі види сільськогосподарських культур мають відповідний потенціал і генетично обумовлені властивості пристосування до конкретних природно-кліматичних умов, за межами яких їх життєві функції істотно погіршуються та знижується продуктивність

Однак це співвідношення може динамічно змінюватися залежно від погодних умов, які складаються в період вегетації рослин. У звичайні за зволоженням роки в структурі посівних площ 75% повинні займати високоінтенсивні культури та 25% посухостійкі види і сорти. В посушливі роки слід висівати по 50% високоінтенсивних і посухо­стійких культур та їх сортів, а в гостропосушливі – 25% високоінтенсивних і 75% посухостійких культур та їх сортів і гібридів.

Стратегія адаптації галузі рослин­ництва до кліматичних змін передбачає науково-обґрунтований добір культур, придатних до вирощування як за сприятливих умов вологозабезпечення, так і здатних переносити дефіцит вологи й адаптивно реагувати на засуху.

На наш погляд, серед зернових культур на неполивних землях Південного Степу в структурі посівних площ слід збільшувати питому вагу найбільш посухостійкої культури – сорго.

Наукові дослід­ження вчених Інституту зрошуваного землеробства НААНУ доводять, що за дві ротації чотирипільних сівозмін урожайність зерна сорго майже вдвічі перевищувала найпоширенішу в регіоні культуру – ячмінь ярий. Відтак уже зараз необхідно розміщувати ці культури в регіоні у співвідношенні 2:1 на користь сорго.

Крім збільшення питомої ваги самої культури сорго в структурі посівних площ необхідно проводити й відбір найбільш посухостійких його сортів і гібридів.

Найадаптованішими до дефіциту вологи виявилися ранньостиглі сорти й гібриди як вітчизняної, так й іноземної селекції. Також для умов Південного Степу важливе значення має густота стояння рослин і рівень їх мінерального живлення. Вченими Інституту визначено оптимальні параметри цих показників для гібридів різних груп стиглості.

Чорний пар, зрошення, лісосмуги, інновації

До іншої групи заходів, спрямованих на зниження ризику від регіональних змін клімату, слід віднести такі:

• оптимізація питомої ваги чорного пару за окремими районами регіону;

• розробка і впровадження ресурсоощадних, екологічно безпечних та ґрунтозахисних способів зрошення сільськогосподарських культур для зменшення залежності продуктивності рослинницької галузі від впливу несприятливих погодних умов;

• поліпшення властивостей ґрунту для кращого нагромадження вологи;

• відновлення лісозахисних смуг з метою попередження деградації ґрунтів та опустелювання земель;

• розробка інноваційних технологій вирощування сільськогосподарських культур, спрямованих на нагромадження й економне використання природної вологи.

В умовах регіональних кліматичних змін у Південному Степу зростає роль чорного пару.

Він є основною ланкою системи землеробства регіону, яка забезпечує нагромадження вологи та атмосферних опадів у ґрунті. Слід враховувати, що дія чорного пару розповсюджується не лише на продуктивність культури, яка висівається після нього, а й на наступні 2–3 сільськогосподарські культури, про що свідчать результати дослід­жень учених Інституту.

Нині в східних і південно-східних регіонах Південного Степу чорний пар повинен займати 20–21% площ, у південних і центральних – 18–19% й у західних та північних районах – 16–17%.

У посушливих умовах Південного Степу найважливішим заходом нагромадження вологи в ґрунті є зрошення. Воно повністю змінює умови ведення землеробства, дає можливість підтримувати вологість ґрунту на потрібному для культур оптимальному рівні й цим створює сприятливі умови для нормального росту та розвитку рослин.

Так, за багаторічними даними вчених Інституту зрошуваного землеробства, зрошення забезпечує підвищення врожайності в 2–5 разів порівняно з землеробством на суходолі. Тому відновлення зрошення й розширення площ поливних земель має першочергове значення для розвитку сільського господарства регіону.

Актуальним для регіону є впровад­ження інноваційних способів зрошення, які забезпечують раціональне використання води та високу біологічну продуктивність сільськогосподарських культур при зрошенні. З цією метою потрібно розширити застосування краплинного та підземного способів поливу.

Для успішного протистояння посухам система агротехнічних заходів повинна забезпечувати якомога більше нагромадження вологи в ґрунті.

Дослідження вчених Інституту свідчать про те, що оптимізація обробітку ґрунту дає змогу регулювати вбирання води та зменшувати її стік з полів і поверхневе випаровування.

Збільшенню поглинання води ґрунтом сприяє поглиблення орного й підорного шару, щілювання, внесення органічних і сидеральних добрив, диференційований обробіток ґрунту. Так, за нашими даними, на посівах пшениці, де проводилося щілювання, опади поглиналися ґрунтом на 65,5%, а без нього – лише на 40,5%. Внаслідок кращого поглинання опадів за осінньо-зимовий період у шарі ґрунту 0–100 см додатково нагромаджується до 40 мм вологи.

У системі вологонагромадження і боротьбі з посухами у Південному Степу включно важливу роль відіграють полезахисні лісосмуги. Вони зменшують силу вітру, затримують сніг і воду на полях, запобігають ерозії ґрунтів, захищають територію від дефляції та поліпшують мікроклімат на полях.

Їх вплив на врожай сільськогосподарських культур виявляється в усі роки – за дії посух і пилових бур та навіть за сприятливих умов вегетаційного періоду. За багаторічними спостереженнями Присивашської агролісомеліоративної дослідної станції, на полях, захищених лісосмугами, врожайність зернових була вищою на 17%, кормових – на 22, технічних – на 40%, ніж на відкритих.

Проте після розпаювання земель лісосмуги залишилися нічийними. Їх почали вирубувати, що вже має негативні наслідки: частішають пилові бурі, суховії, недалеко й до опустелювання земель. Програма відновлення польових лісонасаджень, яка до недавнього часу діяла в Україні досить ефективно, має відновитися, і негайно.

Нова озимина

Третій блок заходів спрямований на отримання вигоди від кліматичних змін. Підвищення температури повітря й надходження більшої кількості тепла в осінній період за останні 20 років привели до подовження осінньої вегетації озимих культур на 12 днів, що вплинуло на зміщення оптимальних строків сівби пшениці озимої на пізніший термін.

Досить тривалий і теплий період осінньої вегетації за достатньої вологості ґрунту створює умови для формування розвиненої кореневої системи та створення куща з достатньою кількістю пагонів уже в осінній період.

За таких умов потрібне розширення площ посіву озимих культур, які спроможні більш повно та раціонально використовувати теплові ресурси осіннього періоду, а також опади осінньо-зимового періоду при формуванні високих урожаїв зерна на міжсезонних запасах вологи в ґрунті.

Це також ставить перед селекціонерами нові завдання – створити нові сорти озимих зернових культур, які б краще використовували подовжений період осінньої вегетації та мали інтенсивний розвиток після поновлення весняної вегетації.

Загалом, за умов кліматичних змін необхідно в усіх регіональних зонах розширювати напрями й програми наукових досліджень з питань адаптації системи землеробства до нової агроекологічної ситуації.

Окрім питань правильного підбору культур та їх сортів і гібридів все загальніше постає питання вибору оптимального способу ґрунтообробітку, зменшення питомої ваги розораності сільськогосподарських угідь та зростання площ із використанням агромеліоративних заходів, дотримання заходів збереження родючості ґрунтів і попередження їх деградації, відновлення та будівництво нових зрошувальних систем і розвиток зрошуваного землеробства як єдиної загальнодержавної системи та гаранта отримання стабільного врожаю й ефективного розвитку аграрного сектору України.