Россия
Приведены результаты исследования изменения основных параметров климата на территории Республики Башкортостан. Установлено повышение температуры воздуха и уменьшение атмосферных осадков за последние 136 лет. Определены и рассмотрены основными направлениям адаптации растениеводства к изменению климата: создание и использование засухоустойчивых сортов; подбор видов сельскохозяйственных культур и оптимизация их размещение на территории; разработка и применение влагосберегающей технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
изменение климата, адаптация растениеводства, урожайность, сельскохозяйственные культуры
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. Шкляров, А. П. Адаптация овощеводства к условиям глобального изменения климата // Наше сельское хозяйство. 2021. № 3(251). С. 108-113. EDN: https://elibrary.ru/NPVFNB
2. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. СПб.: Наукоемкие технологии. 124 с. [Электронный ресурс] // http: // cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2022/-od3or.pdf (дата обращения 05.01.2024)
3. Трофименко Л.Т., Коршунова Н. Н., Аристова Л. Н. Влияние изменений климата на развитие растениеводства в Воронежской области // Труды Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации - Мирового центра данных. 2014. № 178. С. 25-34. EDN: https://elibrary.ru/UOVBPK
4. Лемешко Н. А., Николаев М. В, Усков И. Б. Адаптация земледелия к изменению климата. Cанкт-Петербург: ООО "Издательство "ЛЕМА", 2009. 32 с. EDN: https://elibrary.ru/RCCKET
5. Глобальные проявления изменений климата в агропромышленной сфере: Российская академия сельскохозяйственных наук / А. Л. Иванов, О. Д. Сиротенко, Р. М. Алексахин [и др.]. Москва: Типография Россельхозакадемии, 2004. 332 с. EDN: https://elibrary.ru/RFWDRP
6. Сердитова Н.Е., Белоцерковский А.В. Изменение климата: адаптация и устойчивое развитие. Тверь: Тверской государственный университет, 2023. 274 с. EDN: https://elibrary.ru/UXBATH
7. Парахин Н.В. Амелин А.В. Роль селекции в обеспечении эффективного развития растениеводства и импортозамещения в условиях глобального изменения климата // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2015. № 6(57). С. 3-8. EDN: https://elibrary.ru/VSKHKD
8. Температура воздуха и осадки по месяцам и годам [Электронный ресурс]. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/history.php?ysclid=lnh83iq7fh19 (дата обращения 05.01.2024).
9. Глаголев М.В., Сабреков А.Ф. Углеродный баланс России // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. 2014. Т. 5. № 2. С. 50–70. EDN: https://elibrary.ru/UJLVIZ
10. Аллельный состав генов vrn-1 у различающихся по стратегии адаптации к засухе экотипов яровой мягкой пшеницы / Р.А. Юлдашев, А.М. Авальбаев, Ч.Р. Аллагулова [и др.] // Устойчивость растений и микроорганизмов к неблагоприятным факторам среды : тезисы докладов VI Всероссийской научной конференции с международным участием, Иркутск, Большое Голоустное, 03–07 июля 2023 года. Иркутск: Иркутский государственный университет, 2023. С. 83. EDN: https://elibrary.ru/DULORS
11. Исмагилов К. Р., Каримов И. К. Реакция сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости на засуху в Предуральской степи Башкортостана // V Вавиловская международная конференция : тезисы докладов, к 135-летию со дня рождения Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 21–25 ноября 2022 года / Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова. Санкт-Петербург: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова", 2022. С. 71-72. EDN: https://elibrary.ru/FOKAQA
12. Исмагилов К.Р. Оценка агроклиматических условий возделывания кукурузы на территории Республики Башкортостан // Пермский аграрный вестник. 2020. № 2(30). С. 39-46. DOIhttps://doi.org/10.24411/2307-2873-2020-10020. EDN: https://elibrary.ru/VKSTSA
13. Исмагилов К.Р. Особенности формирования урожая сои на территории Республики Башкортостан // Аграрный вестник Урала. 2023. № 2(231). С. 2-13. DOIhttps://doi.org/10.32417/1997-4868-2023-231-02-2-13. EDN: https://elibrary.ru/HSKKWQ
