.Раздел VI оценка экономической полезности метеорологической информации в отдельных отраслях народного хозяйства

Глава 15 использование метеорологической информации в сельскохозяйственном производстве

15.1. Сельскохозяйственное производство и его зависимость от погоды и климата

Важнейшей отраслью материального производства является сельское хозяйство. Это специфическая отрасль экономики, распо­лагающая 410 млн. га пахотных угодий и требующая технически современного оснащения. В валовом внутреннем продукте страны сельское хозяйство занимает второе место после промышленности.

Сельскохозяйственное производство включает земледелие (поле­водство, овощеводство, плодоводство, виноградарство и др.) и жи­вотноводство (скотоводство, свиноводство, овцеводство, оленеводст­во, птицеводство и др.). Земледелие — основа сельского хозяйства, а зерновое хозяйство является главным направлением сельскохозяй­ственного производства.

Основными производственными объектами в данной отрасли яв­ляются: сельскохозяйственные производственные объединения (СПО), совхозы, сельскохозяйственные акционерные общества, спе­циализированные коммерческие объединения, кооперативные хо­зяйства, животноводческие комплексы, птицефабрики и др. В част­ности, в России около 260 тыс. фермерских хозяйств, которые дают 3 % сельскохозяйственной продукции. Остальная доля вырабатыва­ется крупными СПО, совхозами и другими кооперативными пред­приятиями.

Основными сельскохозяйственными культурами в России яв­ляются: зерновые (в том числе кукуруза, рис), зернобобовые, под

­

солнечник, картофель, сахарная свекла, овощи, фрукты, ягоды, виноград.

Наибольшие площади заняты под зерновыми и овощными куль­турами и картофелем.

Специфика сельскохозяйственного производства состоит в сле­дующем:

1. постоянное влияние погоды;

2. сезонный характер работ;

3. обширные площади обработки и ухода;

4. отсутствие эффективных мер защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных и опасных условий погоды.

Эта отрасль производства резко выделяется по климатическим зонам. Наряду с этим агротехнические мероприятия носят сезон­ный характер (сроки и дозы внесения удобрений, сроки сева, нормы высева и другие особенности).

Сельскохозяйственное производство испытывает многообразие воздействий погодных условий на произрастание культур. Здесь про­является комплекс опасных метеорологических условий (табл. 15.1).

Таблица 15.1

Опасные для сельскохозяйственного производства метеорологические

условия

Сезон

Последствия

Явления, условия погоды

Обильные снегопады на не- замерзшую почву и после­дующие низкие температуры Образование ледяной корки

Длительные морозы при не­большой высоте снежного покрова или его отсутствии

Морозная малоснежная пого­да

Резкое, значительное потеп­ление. Быстрое снеготаяние

Зима

Весна

Длительная теплая сухая погода

Выпревание озимых (углеводное истощение)

Выпревание, вымерзание (обезво­живание и разрушение клеток кри­сталлами льда) Вымерзание озимых

Вымерзание озимых

Затопление посевов на 10—15 сут — частичное вымокание, на 25 сут и более — полная гибель растений Иссушение почвы, слабое развитие растений. При сильном ветре воз­можно оголение корневой системы. В южных районах особо опасны пыльные и черные бур

Сезон	Явления, условия погоды	Последствия
	Заморозки	Частичная или полная гибель овощ­
		ных, повреждения садовых культур
Лето	Сильные ветры с ливнями	Полегание злаковых, повреждение
		других культур
	Град	Может привести к гибели практи­
		чески всех сельскохозяйственных
		культур
	Суховеи, пыльные бури	Высушивание и снос деятельного
		слоя почвы. Полное уничтожение
		растений
	Засуха	Гибель растений на огромных тер­
		риториях. Резкое снижение продук­
		тивности в животноводстве. Опас­
		ность значительных лесных пожа­
		ров
	Продолжительные дожди,	Полегание зерновых
	сильный ветер
Осень	Заморозки	Частичная или массовая порча
		сельскохозяйственных культур
	Резкое похолодание с дож­	Задержка или срыв уборки урожая.
	дями и мокрым снегом	Возможны значительные потери
		при уборке

Урожай озимых и яровых сельскохозяйственных культур скла­дывается под влиянием всех метеорологических условий, начиная с зимнего периода. Снегозапасы, а значит и влагозапасы на весну оп­ределяют биологическую продуктивность растений на первых фазах развития. Достаточное количество осадков весной усиливает процес­сы наращивания продуктивной массы при необходимом достатке солнечной радиации и суммарных температур воздуха и почвы.

Благоприятные условия произрастания сельскохозяйственных культур могут быть нарушены главным образом избыточным тепло­вым режимом и недостатком влаги. Влагозапасы на обширных терри­ториях страны формируются и распределяются крайне неравномерно. Нередко обилие дождей в летне-осенний период вызывает потери урожая. Однако по масштабам потерь³⁵ печальное первенство остается за засухой. В годы засух урожайность снижается до 20—25 %, а в го­ды жестоких засух (примерно один раз в 100 лет) до 40 % и более.

Для характеристики засух используется гидротермический ко­эффициент Г. Т. Селянинова (ГТК):

ГТК = (£0С(Г> 10 °С))/&Т> 10 °С: 10), (15.1)

i=i i=i

п

где £ОС(Т > 10 °С)— суммарное количество осадков за вегетацион-

(=i

ный период по всем п случаям при температуре воздуха выше 10 °С;

п

YjT > Ю °С — сумма температур за тот же период.

/=1

Принята следующая характеристика засух по значению ГТК: < 0,4 — признак очень сильной засухи, 0,4—0,5 — сильная засуха, > 0,6 — средняя засуха. По данным о влажности почвы оценку засушливости устанав­ливают по формуле Н. В. Вова:

tf=10(W + #)/£r, (15.2)

<=1

где W — запас продуктивной влаги в 100-сантиметровом слое поч­вы весной (мм); Н — количество осадков, выпавших с весны до мо-

п

мента расчета (мм); — сумма температур от даты перехода тем-

i=i

пературы воздуха через 0 °С весной.

В зависимости от времени наступления различают три типа за­сух: весеннюю, летнюю и осеннюю. Наиболее опасна весенняя, раз­вивающаяся на фоне недостаточного увлажнения почвы осадками в осенне-зимний период. Анализ засух на территории СССР за по­следние 100 лет представлен в табл. 15.2.

Поскольку предсказуемость погодных условий на длительные сроки низкая, задача прогнозирования, в том числе и засух, остает­ся еще не решенной, несмотря на крайнюю необходимость таких прогнозов для народного хозяйства.

В переходные сезоны особую роль играют заморозки. Интенсив­ность заморозков в воздухе и на почве определяется не только ад­вективным понижением температуры и радиационными потерями тепла, но и особенностями местности (низины, открытые северным ветрам долины и т. п.).

В периоды ранних весенних и поздних осенних заморозков тем­пература воздуха может понизиться до -7, -8 °С.

Засухи на территории СССР Характер засухи	Снижение урожай­ности зерновых, %	Повторяемость засухи	Год
Исключительно	30—40	1 раз в 100 лет	1975
жестокая
Жестокая	20—30	1 раз в 10—15 лет	1963, 1965, 1981
Сильная	10—20	1 раз в 5—7 лет	1954,1955,1957, 1967, 1968,1972, 1979, 1980
Средняя	5—7	1 раз в 4 года	1951, 1964,1969, 1974, 1982

Защитные мероприятия направлены на снижение эффективного излучения почвы, т.е. потерь тепла верхним слоем почвы, что в свою очередь и вызывает понижение температуры слоя воздуха, непосредственно прилегающего к поверхности почвы.

Различают два вида защиты от заморозков: биологический и аг­ротехнический. Биологический означает выведение селекционным путем заморозкоустойчивых сортов полевых и садовых растений. Агротехническая защита разделяется на три типа: сохранение теп­ла, перемешивание воздуха и дополнительный обогрев. Отсюда наиболее распространенными способами защиты являются: укры­тие пленкой, утепление грунта, дождевание (дождевальные систе­мы), вентиляция (использование авиационных двигателей), дым­ление — образование дымовых завес.

Наиболее надежным способом защиты в зарубежной сельскохо­зяйственной (фермерской) практике считается дождевание. В ряде стран (Англия, Германия, США и др.) имеются многоцелевые дож­девальные системы. Они используются для различных целей: веге­тационных, противозаморозковых, удобрительных поливов, борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур. Воз­можность того или иного изменения такой системы зависит от ожи­даемых условий погоды. Теоретически установлено (Р. Е. Кибар- дин, Е. П. Олефир, В. С. Шкреба), что мера (интенсивность) проти- возаморозкового дождевания (е/_д мм/мин) зависит от температуры, влажности воздуха и скорости ветра (рис. 15.1).

Применительно к региональным и экономическим условиям в России используются различные способы защиты от заморозков. Комплексная схема мероприятий по борьбе с заморозками была разработана в ГГО (рис. 15.2).

I мм/мин

0,042

0,033

Q МДж/(м² • ч)

-0,017

.0,008

Рис. 15.1. Номограмма для определения интенсивности противозамо-

розкового дождевания в зависимости от метеорологических условий. v — скорость ветра, Q — потери тепла при заморозках, I — интенсивность

дождевания.