Russian Federation
The results of the study of changes in the main climate parameters on the territory of the Republic of Bashkortostan are presented. An increase in air temperature and a decrease in precipitation over the past 136 years have been established. The main directions of adaptation of crop production to climate change have been identified and considered: the creation and use of drought-resistant varieties; selection of types of crops and optimization of their placement on the territory; development and application of water-saving technology for cultivation of agricultural crops.
climate change, adaptation of crop production, crop yields, crops
Актуальность. Изменение климата является одним из основных вызовов нашего времени. За 140 лет температура увеличилась на 1 °С, в Арктике – на 2,0-2,5°С [1]. Россия относится к числу стран, сельское хозяйство которой в значительной степени зависит от колебаний и изменений климатических условий [2, 3]. В связи с увеличением теплообеспеченности и засушливости территории может возрастать численность опасных вредителей, снижаться урожайность сельскохозяйственных культур [4].
Предлагается два основных направления адаптационных экономических мер, связанных с развитием глобального потепления: обеспечение адаптации к повышению температуры, ускоряющей развитие растений при одновременном снижении влагообеспеченности; содействие использованию потепление климата в зонах достаточного увлажнения для повышения продуктивности сельского хозяйства [5]. На большей части современной черноземной зоны значение приобретает более экономное использование водных ресурсов с целью нейтрализации отрицательного воздействия роста засушливости климата. Комплекс подобных мер включает влагосберегающие технологии, внедрение более засухоустойчивых сортов и культур, сдвиг сроков сева яровых на более ранние, а озимых – на более поздние сроки для лучшего использования ресурсов влаги [5]. Увеличение сумм температур воздуха позволяет перейти от выращивания раннеспелых сортов пшеницы, ячменя и других зерновых к их позднеспелым сортам [6]. На большей части территории Европейской части России установятся умеренно мягкие зимы, обеспечивающие нормальные условия перезимовки озимых зерновых культур [5]. В данном случае весьма актуально перейти от интенсивных химико-техногенных к биологизированным технологиям, а в селекции создавать адаптивные сорта, формирующие не только высокую, но стабильную и качественную урожайность [7].
В этой связи нами оценено изменение основных параметров климата на примере Республики Башкортостан и определены принципиальные направления адаптации растениеводства к засушливости климата.
Условия, объекты и методы исследования. Для реализации цели исследования использовались следующие методы: полевой опыт, полевое наблюдение, лабораторный анализ почвы и растений, использованы источники официально опубликованной информации, включая научные статьи, Интернет-сайты [8].
Результаты их обсуждение. Нами проведен анализ временных рядов основных параметров климата на территории Республики Башкортостан, как пример и для подтверждения глобального изменения климата. Исследования показали на наличие тенденции повышение средней температуры воздуха в период 1888-2023 годы. Результаты анализа временных рядов показывают, что за 136 лет температура воздуха повысилась с 2,18 до 4,11оС, то есть на 1,93оС. Особенно ускоренное повышение произошло в последние 50-60 лет, что вероятно, связано с интенсивным использованием углеводородного топлива в промышленности и транспорте. Как известно, основным фактором потепления климата является повышение концентрации парниковых газов [9]. Повышение среднегодовой температуры воздуха в основном произошло в результате повышение ее в зимний период. Так, в расчете на 100 лет в январе температура поднялась на 1,2 оС, а в июне – на 0,29 оС, июле – на 0,45 оС и августе – на 0,34 оС.
Сумма осадков в целом за год и в отдельные месяцы уменьшилась. Например, в период активной вегетации полевых культур, в июле месяце расчетная сумма осадков по уравнению регрессии уменьшилась с 76,49 мм до 46,84 мм. Согласно результатам расчета гидротермического коэффициента, климатические условия в июле месяце в 1900 году были недостаточно увлажненные, в 2023 г. – засушливые, а в 2050 г. ожидается очень засушливыми.
Эти результаты, подтверждающие потепление климата в сторону засушливости, требуют с одной стороны принятия мер по снижению парниковых газов, с другой – адаптации растениеводства к засушливости климата.
На основе анализа имеющейся информации и результатов наших исследований определены основные 3 направления адаптации растениеводства к изменениям климата: создание и использование засухоустойчивых сортов; подбор культур и оптимизация их размещение на территории; уточнение технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Основой предотвращения резкого снижения продуктивности растениеводства при засушливых условиях климата выступает селекция и использование сортов сельскохозяйственных культур с высокой экологической стабильностью. Засухоустойчивость растений в значительной мере определяется генотипом, например, у пшеницы аллельным составом гена Vrn-B1 [10]. В настоящее время районированные сорта яровой пшеницы на территории Республики Башкортостан резко отрицательно реагируют на засуху. В тоже время более устойчивы к засухе среднеспелые сорта. Так, в полевых опытах урожайность зерна у среднераннего сорта Гренада в засушливом 2021 году составила 16,3 ц/га, что меньше средней урожайности в предыдущие 2019-2020 гг. на 7,0 ц/га, среднеспелого сорта Ульяновская 105, соответственно, 22 ц/га и на 13,7 ц/га, среднепозднего сорта Зауральская жемчужина, соответственно, 16,7 ц/га и на 12,1 ц/га [11].
Каждое культурное растение предъявляет определенные требования к агроклиматическим условиям и несоответствие условий отрицательно отражается в урожайности. Например, урожайность одного и того же сорта яровой пшеницы в полевых опытах, проведенных на разных географических точках Республики Башкортостан в 2020 г., соответственно, с разным климатом колебалась от 19,3 ц/га до 37,6 ц/га. Оптимизация размещение посевов традиционно возделываемых полевых культур с учетом изменившего климата и микроклимата позволяет без дополнительных затрат предупредить снижение их урожайности. При потеплении климата возможно и необходимо будет расширить посевы теплолюбивых культур, таких как кукуруза на зерно, соя при орошении, твердая пшеница, озимая пшеница, зерновое сорго, могар, эспарцет, люцерна. Посевы влаголюбивых и менее требовательных к теплу культур (рожь озимая, рапс, сурепица, овес, горох) следует передвигать в более северные районы. Нами проведено агроклиматическое зонирование территории республики с учетом изменения климата для возделывания основных полевых культур (яровая пшеница и озимая рожь на продовольственные цели, рапс яровой, соя, кукуруза на зерно) [11,12].
Изменение климата в засушливости требует пересмотреть технологию возделывания сельскохозяйственных культур. В принципе технологии должны будут направлены на влагосбережение, повышение засухоустойчивости растений и использование полива. При этом важно разработать новые, а также уточнять параметры классических технологических операций. Например, на территории Республики Башкортостан посев яровых зерновых культур необходимо провести более ранние сроки по сравнению с ранее принятыми на практике. Это вызвано, как показали наши исследования, температура воздуха месяца май заметно повышается, а именно на 1,28 оС в 100 лет.
Коллективом сотрудников Министерства природопользования
и экологии Республики Башкортостан и Башкирского научно-исследовательского института сельского хозяйства разработан и получил одобрение проект «Система по оптимизации размещения сельскохозяйственных культур и технологий их возделывания на территории Республики Башкортостан с учетом изменения климата». Реализация данного проекта позволит адаптировать отрасль растениеводства к изменениям климата и в конечном итоге повысить урожайность сельскохозяйственных культур в хозяйствах республики на 10-30%.
Выводы. На территории Республики Башкортостан как в целом на планете происходит повышение температуры воздуха в основном в зимний период и уменьшение атмосферных осадков. Адаптации растениеводства к изменениям климата должно быть в следующих направлениях:
- создание и использование засухоустойчивых сортов;
- подбор видов сельскохозяйственных культур и оптимизация их размещение на территории;
- разработка и применение влагосберегающей технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
1. Shklyarov, A. P. Adaptaciya ovoschevodstva k usloviyam global'nogo izmeneniya klimata // Nashe sel'skoe hozyaystvo. 2021. № 3(251). S. 108-113. EDN: https://elibrary.ru/NPVFNB
2. Tretiy ocenochnyy doklad ob izmeneniyah klimata i ih posledstviyah na territorii Rossiyskoy Federacii. Obschee rezyume. SPb.: Naukoemkie tehnologii. 124 s. [Elektronnyy resurs] // http: // cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2022/-od3or.pdf (data obrascheniya 05.01.2024)
3. Trofimenko L.T., Korshunova N. N., Aristova L. N. Vliyanie izmeneniy klimata na razvitie rastenievodstva v Voronezhskoy oblasti // Trudy Vserossiyskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta gidrometeorologicheskoy informacii - Mirovogo centra dannyh. 2014. № 178. S. 25-34. EDN: https://elibrary.ru/UOVBPK
4. Lemeshko N. A., Nikolaev M. V, Uskov I. B. Adaptaciya zemledeliya k izmeneniyu klimata. Cankt-Peterburg: OOO "Izdatel'stvo "LEMA", 2009. 32 s. EDN: https://elibrary.ru/RCCKET
5. Global'nye proyavleniya izmeneniy klimata v agropromyshlennoy sfere: Rossiyskaya akademiya sel'skohozyaystvennyh nauk / A. L. Ivanov, O. D. Sirotenko, R. M. Aleksahin [i dr.]. Moskva: Tipografiya Rossel'hozakademii, 2004. 332 s. EDN: https://elibrary.ru/RFWDRP
6. Serditova N.E., Belocerkovskiy A.V. Izmenenie klimata: adaptaciya i ustoychivoe razvitie. Tver': Tverskoy gosudarstvennyy universitet, 2023. 274 s. EDN: https://elibrary.ru/UXBATH
7. Parahin N.V. Amelin A.V. Rol' selekcii v obespechenii effektivnogo razvitiya rastenievodstva i importozamescheniya v usloviyah global'nogo izmeneniya klimata // Vestnik Orlovskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 6(57). S. 3-8. EDN: https://elibrary.ru/VSKHKD
8. Temperatura vozduha i osadki po mesyacam i godam [Elektronnyy resurs]. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/history.php?ysclid=lnh83iq7fh19 (data obrascheniya 05.01.2024).
9. Glagolev M.V., Sabrekov A.F. Uglerodnyy balans Rossii // Dinamika okruzhayuschey sredy i global'nye izmeneniya klimata. 2014. T. 5. № 2. S. 50–70. EDN: https://elibrary.ru/UJLVIZ
10. Allel'nyy sostav genov vrn-1 u razlichayuschihsya po strategii adaptacii k zasuhe ekotipov yarovoy myagkoy pshenicy / R.A. Yuldashev, A.M. Aval'baev, Ch.R. Allagulova [i dr.] // Ustoychivost' rasteniy i mikroorganizmov k neblagopriyatnym faktoram sredy : tezisy dokladov VI Vserossiyskoy nauchnoy konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, Irkutsk, Bol'shoe Goloustnoe, 03–07 iyulya 2023 goda. Irkutsk: Irkutskiy gosudarstvennyy universitet, 2023. S. 83. EDN: https://elibrary.ru/DULORS
11. Ismagilov K. R., Karimov I. K. Reakciya sortov yarovoy myagkoy pshenicy raznyh grupp spelosti na zasuhu v Predural'skoy stepi Bashkortostana // V Vavilovskaya mezhdunarodnaya konferenciya : tezisy dokladov, k 135-letiyu so dnya rozhdeniya N.I. Vavilova, Sankt-Peterburg, 21–25 noyabrya 2022 goda / Federal'nyĭ issledovatel'skiĭ centr Vserossiĭskiĭ institut geneticheskih resursov rasteniĭ im. N.I. Vavilova. Sankt-Peterburg: Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe nauchnoe uchrezhdenie "Federal'nyy issledovatel'skiy centr Vserossiyskiy institut geneticheskih resursov rasteniy imeni N.I. Vavilova", 2022. S. 71-72. EDN: https://elibrary.ru/FOKAQA
12. Ismagilov K.R. Ocenka agroklimaticheskih usloviy vozdelyvaniya kukuruzy na territorii Respubliki Bashkortostan // Permskiy agrarnyy vestnik. 2020. № 2(30). S. 39-46. DOIhttps://doi.org/10.24411/2307-2873-2020-10020. EDN: https://elibrary.ru/VKSTSA
13. Ismagilov K.R. Osobennosti formirovaniya urozhaya soi na territorii Respubliki Bashkortostan // Agrarnyy vestnik Urala. 2023. № 2(231). S. 2-13. DOIhttps://doi.org/10.32417/1997-4868-2023-231-02-2-13. EDN: https://elibrary.ru/HSKKWQ
