Этапы развития агрометеорологии

Развитие и практическое применение достижений агрометеорологии и метеорологии в народном хозяйстве взаимосвязаны.

Первые метеорологические наблюдения с помощью приборов и установок были начаты в V в до н. э. в Древней Греции. К этому времени были изобретены дождемеры и флюгеры и выпускались первые информации о погоде. Аристотель за 350 лет до н.э. написал свой знаменитый труд «Метеорология», в котором обобщил накопившиеся к тому времени представления о явлениях, связанных с погодой. Изобретение в 1593 году термометра Галилеем и в 1643 году ртутного барометра Торричелли позволило проводить инструментальные наблюдения и сравнивать важнейшие характеристики погоды, наблюдаемые в разных местах. А изобретения телеграфа (1832 г) помогало быстро передавать и обмениваться информацией.

Основные задачи агрометеорологии были сформулированы М.В.Ломоносовым: «Предсказания погоды сколь нужно и важно на Земле, ведает больше земледелец, которому во время сеяния и жатвы – вëдро, во время ращения – дождь, благорастворенный теплотой, надобен».

На основе агрометеорологических наблюдений, проводимых в географическом плане, можно сделать агроклиматическое районирование и составить календарь природы, полезный для земледельца. Изучив климатические условия России, И.М.Комов писал: «Мы почти все европейские климаты имеем, и нет ни одного овоща, хлеба, травы или дерева в Европе, как бы у нас в южных или северных провинциях, расти не могли».

Французский естествоиспытатель Реомюр, создавший в 1730 г. спиртовой термометр, проводил наблюдения за зерновыми культурами и виноградом и сопоставлял темп развития растений с ходом температуры воздуха.

Большое влияние на развитие агрометеорологии и агроклиматологии оказал Александр Иванович Воейков – крупнейший географ-климатолог.

Изучая климат России, Воейков оценил климатические ресурсы страны для с/х производства: возможность возделывания кукурузы, субтропических культур, развития хлопководства, орошаемого земледелия.

А.И.Воейков указал на роль снежного покрова как климатообразующего фактора и на большое значение снегозадержания; доказал важность облесения степной и лесостепной зон, лесонасаждений в формировании водного режима почвы.

Под руководством А.И.Воейкова была разработана программа наблюдений для с/х метеорологических станций, куда входили наблюдения на метеорологической площадке, на опытных полях вблизи нее, а также на производственных полях.

Большое влияние на развитие агрометеорологии оказал метеоролог-геофизик Александр Викентьевич Клоссовский, который предложил организовать метеорологические наблюдения для удовлетворения запросов с/х., установил ряд положений о влиянии метеоусловий на развитие растений (н-р, указал, что в каждой фазе своего развития растение требует известного количества солнечной теплоты и недочет ее тотчас же отражается на ходе дальнейших фаз).

Петр Иванович Броунов организовал сеть станций и разработал для них программу, основным положением которой являлось сопряженное во времени и пространстве метеорологические наблюдения с наблюдениями за с/х культурами, влажностью почвы и другими явлениями природы, имеющими отношение к с/х производству. Это положение является обязательным до сих пор.

Изучая влияние метеорологических условий на растения, А.И.Броунов установил, что существуют определенные периоды, названные критическими, в течение которых растение или особенно нуждается в каком-либо метеорологическом факторе, или особенно его боится.

Критические периоды, выявленные Броуновым, до сих пор учитываются при оценке сложившихся и ожидаемых агрометеорологических условий.

Опыт работы агрометеорологических станций, организованных Воейковым, Клоссовским, Броуновым, и накопленные материалы наблюдений имели большое значение для дальнейшего развития агрометеорологии.

В 1950-е годы отмечается быстрое развитие агрометеорологической сети. Кроме сети станций и постов гидрометеорологической службы, организуются агрометеорологические посты не территориях крупных с/х предприятий, основная задача которых – обеспечение агрометеорологическими данными.

Наблюдательная и оперативная агрометеорологическая сеть

Характеристика агрометеорологического режима и информация об агрометеорологических условиях осуществляется на основе наблюдений, выполняемых метеорологическими и агрометеорологическим станциями и постами, а также путем проведения экспедиционных работ и специальных исследований.

Основное назначение сети станций и постов для агрометеорологии – проведение наблюдений и работ с целью регулярной информации о метеорологических условиях и их влиянии на растения и полевые работы, а также об опасных для с/х явлениях погоды. Станции и посты осуществляют гидрометеорологическое обслуживание с/х предприятий, районных организаций, опытных и исследовательских с/х учреждений и др.

Наиболее густую сеть станций, выполняющих агрометеорологические наблюдения, составляют метеорологические станции II разряда. Они проводят метеорологические и агрометеорологические наблюдения, результаты которых передают по системам связи заинтересованным организациям. Такую же работу выполняют метеорологические станции III разряда, только с меньшим объемом работы. К агрометеорологическим наблюдениям привлекаются метеорологические посты I и II разрядов.

В полную программу наблюдений входят фенологические наблюдения за с/х растениями с обходом полей через день по четным числам, инструментальные определения влажности почвы, определения высоты и густоты стояния и других характеристик наблюдаемых объектов, а также информация обслуживаемых организаций.

В сокращенную программу входят те же виды наблюдений и работ, но без инструментального определения влажности почвы, при этом наблюдения производятся над меньшим числом культур и с обходом поле один раз в пять дней.

Существует сравнительно небольшая сеть агрометеорологических станций, являющаяся специализированной исследовательской. На таких станциях наблюдения производятся по общесетевой программе, а тематические наблюдения – по специальным программам научно-исследовательских учреждений и гидрометеорологических обсерваторий. В задачу агрометеорологических станций входит изучение агрометеорологических условий и их влияние на с/х производство.

Контрольные вопросы

1. Что такое агрометеорология?

2.. Что служит предметом изучение агрометеорологии?

3. Какой метод является основным для агрометеорологии?

4. Какие основные задачи решает современная агрометеорология?

5. Кто и когда изобрел термометр и барометр?

6. Кто является основоположниками науки – агрометеорологии?

7. Какой вклад внесли А.И.Воейков А.В.Клоссовский, П.И.Броунов в развитие агрометеорологии?

8. Основное назначение сети станций и постов для агрометеорологии?

9. Что входит в полную и сокращенную программу наблюдений за с/х растениями?

Тестовые вопросы

1. Агрометеорология – это наука, изучающая метеорологические, климатические и гидрологические условия, имеющие значение для:

A. Сельского хозяйства. B. Авиации

C. Железнодорожного транспорта. D. Морского флота

2. Агрометеорология – наука географическая, так как предметом ее изучения служат:

A. Термосфера. B. Климат и погода. C. Биосфера. D. Гидросфера

3. Погодные факторы, оказывающие существенное влияния на с/х производство, называются:

A. Метеорологические условия. B. Агрометеорологические условия

C. Аэрологические условия. D Гидрологические условия

4. Основной метод агрометеорологических исследований, это наблюдения:

A. Оперативные. B. Ежечасные. C.Ежемесячные. D. Сопряженные

5. Автор первого труда по метеорологии:

A. Галилей. B. Торричелли. C. Ломоносов. D. Аристотель

6. Изобретатель ртутного термометра:

A. Галилей. B. Торричелли. C. Ломоносов. D. Аристотель

7. Изобретатель ртутного барометра:

A. Галилей. B. Торричелли. C. Ломоносов. D. Аристотель

8. Изобретатель спиртового термометра:

A. Галилей. B. Торричелли. C. Ломоносов. D. Реомюр.

9. Основоположники российской агрометеорологии:

A. А.В.Колоссовский, П.И.Броунов, А.И.Воейков. B. Галилей, Торричелли.

C. П.А.Молчанов, Я.Д.Захаров. D. А.Гумбольт, И.Ф.Крузенштерн.

10. Какие станции не привлекаются к агрометеорологическим наблюдениям?

A. МС II разряда. B. МС III разряда.

C. Аэрологические. D. Посты I и II разрядов

11. Кто первым сформулировал основные задачи агрометеорологии?

A. Галилей. B. Торричелли. C. Ломоносов. D. Аристотель

12. Кто из естествоиспытателей проводил наблюдения за зерновыми культурами и виноградом, сопоставляя темп их развития с ходом температуры воздуха?

A. Галилей. B. Торричелли. C. Ломоносов. D. Реомюр

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Агрометеорология	Агрометеорологиясы	Agrometeorology
Климат	Климаты	Climate
Погода	Ауа райы	Weather
Агротехника	Агротехникасы	Agrotechniks
Сопряженность	Түйiндестiк	Conjugation
Ареал	Аймақ	Area
Снегозадержание	Қар ұстау	Snow retention
Лесополоса	Орман алқабы	Woodland belt

Темы СРС

Агрометеорологические наблюдения, история развития, (Л2), стр.5-9, Интернет-сайт

Темы СРСП

Современное состояние и перспективы развития инструментальной агрометеорологии, (Л1), стр. 5-8

Основная литература

1. И.Г.Грингоф, В.В.Попова, В.Н.Страшный, Агрометеорология, Л, ГМИ, 1987

2. Г.В.Руднев, Агрометеорология, Л., ГМИ, 1973

3. Ю.И.Чириков, Основы агрометеорологии, Л, ГМИ, 1982

Дополнительная литература

1. Наставление по производству АГМ наблюдений на ГМС и постах, Алматы, 2005

2. Наставление ГМС и постам, выпуск II, ч.I, Л, ГМИ, 1985

3. С.С.Байшоланов, Метеорология және климатология, Алматы, Қазақ университеті, 2007

4. И.И.Гуральник, Г.П.Дубовицкий, В.В.Ларин, С.В.Мимиконова, Метеорология, Л, ГМИ, 1982

Лекции № 2. Значение агрометеорологических факторов

В сельском хозяйстве

Солнечная радиация

Излучение Солнца (солнечная радиация) служит источником жизнедеятельности растений, животного мира и человека.

Рост и развитие с/х культур – это процесс усвоения и переработки солнечной энергии, поэтому с/х производство возможно только при определенном минимуме поступления солнечной энергии на поверхность Земли.

Солнечные лучи обеспечивают в процессе фотосинтеза усвоение углерода и построение органических соединений, при этом растения используют лучи в красной и ультрафиолетовой частях спектра.

Усвоение энергии Солнца растением происходит при помощи хлорофилла, обладающим свойством поглощать красные световые лучи и превращать их в химическую энергию.

Т.к. длинноволновые красные и коротковолновые сине-фиолетовые лучи в процессе фотосинтеза играют основную роль, то их называют физиологической радиацией.

Различные растения по-разному воспринимают свет. По требованиям к свету они делятся на свето- и тенелюбивые, а также переходные.

Количественные характеристики потребности растений в свете установить трудно, т.к. в естественных условиях продолжительность и интенсивность освещенности меняются в течение дня, сезона, вегетационного периода и года. Влияние света на рост растений очень многообразно.

При отсутствии или недостатке света клетки растений сильно разрастаются, но одеревенение клеточных стенок проходит медленно. При сильно загущенных посевах нижние части стеблей находятся в затемнении, поэтому слабо развивается механическая ткань, замедляется одеревенение клеточных стенок, что приводит к полеганию посевов.

Побеги, выросшие в тени, более вытянуты, чем побеги, выросшие на Солнце.

Растения на альпийских лугах, где в спектре солнечного света преобладают ультрафиолетовые и сине-фиолетовые лучи, низкорослы.

Реакция растений на продолжительность освещения в течение суток называется фотопериодизмом. Листья являются основными органами, реагирующими на фотопериодизм, т.к. они служат аппаратом фотосинтеза. Чтобы процессы фотосинтеза протекали нормально, необходима достаточно развитая листовая поверхность.

Листовая поверхность посевов характеризует степень использования посевами для создания органического вещества той части солнечной радиации, которая называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР).

Для получения высокого урожая необходимо, чтобы листовая поверхность в наиболее короткий срок в 4-5 раз превысила площадь, занятую посевами, и длительное время сохраняла такие размеры.

Оптимальная площадь листьев обеспечивает наибольшие приросты урожая только при соответствующих метеорологических условиях. Слишком низкая или высокая температура воздуха, недостаток влаги не обеспечивают нормальной деятельности сильно развитой листовой поверхности; растения при таких условиях сокращают ассимиляционный аппарат, сбрасывая часть листьев или сокращая образование и прирост новых листьев.

Поступление количества света к растениям можно регулировать агротехническими приемами: нормой высева регулировать густоту травостоя, выбирать направление рядков при рядовом посеве, количество растений в гнездах, орошение, удобрение, подкормка и др. методы.

Степень освещенности влияет на развитие корневой системы растений, которая при недостатке света развивается слабо, на их химический состав и качество плодов. Растения, выросшие в теплых солнечных районах, содержат больше сахаров, белков и других питательных веществ.

В условиях долгой зимы высоких широт, когда интенсивность и продолжительность естественного освещения не обеспечивают произрастание растений в закрытом грунте, применяется искусственный свет, применение которого в растениеводстве называется светокультурой растений.

Некоторые свойства растений, полученные под воздействием светового режима, могут передаваться по наследству, что имеет большое практические значение в селекционной работе и семеноводстве.

Температура почвы

Одним из важных факторов жизнедеятельности растений является температура почвы. Тепло, поступающее на поверхность Земли в виде прямой и рассеянной радиации, расходуется на нагревание приземного слоя воздуха и на испарение. Оставшееся тепло идет на нагревание почвы и на биологические процессы, требующие тепловой энергии.

Рост и развитие растений протекает только в определенном диапазоне температур для каждого растения и каждого периода их жизни.

Первый период жизни растений – набухание и прорастание семян – находится в прямой зависимости от температуры почвы.

Кардинальные точки – минимум, оптимум и максимум – наблюдаются и в период прорастания семян.

Максимальные и минимальные значения температуры прорастания семян не являются предельными для жизнедеятельности растений, это температуры, при которых прекращается рост, т.е. растения находятся в состоянии оцепенения. Длительное пребывание растений в условиях предельных температур отрицательно сказываются на их состоянии и могут привести к гибели.

Температура почвы оказывает большое влияние на развитие корневой системы. В последующие периоды развития растения требуют более высокие температуры почвы: при достаточном увлажнении повышение температуры способствует увеличению урожая.

Большое влияние температура почвы оказывает на жизнедеятельность почвенной микрофлоры. Относительно высокая температура почвы в период вегетации растений и в после вегетационный период является необходимым условием для активной деятельности микроорганизмов, обусловливающих обогащение почвы питательными веществами.

Температура почвы определяет и влагообеспеченность растений. Отрицательные температуры в мерзлой почве приводят к замерзанию в ней воды, которую не могут использовать растения. Поэтому глубокое и длительное промерзание почвы даже при хорошем ее увлажнении может привести к засухе, т.е. к нарушению водного баланса растений из-за недостатка влаги. Такие «холодные» засухи часто наблюдаются весной, когда после схода снежного покрова и оттаивания самого верхнего слоя почвы растения возобновляют активную вегетацию, но находящаяся в мерзлой почве влага не усваивается растениями. Холодные засухи прекращаются при повышении температуры почвы и при ее оттаивании.

Температура воздуха

Физиологические процессы в растительных организмах (дыхание, фотосинтез, передвижение воды и питательных веществ и др.) протекают только при определенных температурах, при этом оптимальные и крайние значения температур для разных растений и в различные периоды их жизни различны.

Весеннее возобновление вегетации многолетних растений и, соответственно, наступление различных фаз развития происходит в разное время.

Общим свойством для большинства растительных организмов является повышение интенсивности жизненных процессов по мере повышения температуры. Такое влияние температуры можно выразить правилом Вант-Гоффа: скорость химической реакции удваивается при повышении температуры на каждые 10⁰ С. Но это происходит только до определенного уровня. Дальнейшее повышение температуры угнетает растения.

Процессы ассимиляции и дыхания растений протекают одновременно, но ассимиляция проходит только на свету, а дыхание – в любое время. Оба этих процесса протекают при высоких температурах более интенсивно, чем при низких. Поэтому накопление органического вещества будет зависеть от дневных и ночных температур. Хорошо выраженный суточный ход температуры (днем – тепло, ночью - прохладно) способствует накоплению органических веществ.

При определении степени благоприятности температурных условий для накопления органических веществ нужно знать не только среднесуточную температуру, но и температуру дня и ночи. Для большинства растений процессы дыхания могут протекать в пределах температур: от 0 и несколько ниже и до 35-40⁰С и прекращаться при температуре около 50⁰С и выше. Ассимиляция растений начинается при температуре около 5⁰С и прекращаются при температуре 45-50⁰С. Указанные температурные границы дыхания и ассимиляции действуют при условии удовлетворительного минерального питания и нормальной обеспеченности влагой и светом.

Растения в борьбе за существование приспособились к изменениям внешней среды, что обеспечивает их произрастание в климатических условиях того пояса, где протекало их развитие и приспособление в течение миллионов лет. Такие органы, как корневища, луковицы, почки, клубни, семена, появились в результате приспособления растений для самосохранения в холодный период года.

Приспособление к температурным условиям вырабатывалось растением в зависимости от того климатического пояса, в котором оно развивалось, поэтому растения не особенно реагируют на колебания температуры своей родины. Это имеет большое значение в установлении закономерностей зависимости темпов развития растений от температуры.

Опыт возделывания с/х культур подтверждает наличие тесной связи между темпами развития растений и температурой. Количественные показатели этой связи были установлены с появлением термометров. Было введено понятие о термических константах в виде суммы температур, но суммировать температуры нужно не от нуля шкалы термометра, а от предела, с которого начинается активная вегетация растений в той или иной фазе развития, т.е. от нуля эффективной температуры.

В результате тщательных наблюдений можно определять нижний предел эффективной температуры какой-либо культуры.

Влажность воздуха

Влажность воздуха влияет непосредственно на интенсивность транспирации растений, (т.е. испарения воды растением через устьица); косвенно – на температуру растений, условия опыления, продуктивность и т.д.; на испарение влажности с поверхности почвы, а значит на быстроту высыхания почвы.

Влажность воздуха в сильной степени сказывается на химическом составе и качестве с/х продукции.

Требования разных растений к влажности воздуха различны, определяются свойствами растений, сложившихся в процессе их исторического развития и меняются в зависимости от возраста растений, а также в сочетании с другими элементами погоды.

Значительные понижения влажности воздуха приводят к понижению урожая (низкая влажность в пору цветения обусловливает пересыхание пыльцы и вызывает череззерницу; а в период налива зерна сухость воздуха приводит к тому, что зерно получается щуплым).

Снижение относительной влажности воздуха при недостатке почвенной влаги повышает расход воды на транспирацию, растения завядают.

Высокая влажность воздуха может быть вредной: в период цветения – препятствует раскрытию пыльников и переносу пыльцу ветром, лету насекомых и переносу ими пыльцы; в период созревания – препятствует подсыханию зерна и соломы.

Повышение влажности способствует распространению грибковых заболеваний (мильдью – болезнь виноградной лозы, мучнистая роса).

Влажность воздуха является одной из важных характеристик агрометеорологических условий. Она выражается тремя показателями:

а) абсолютная влажность f – упругость водяного пара, находящегося в воздухе, выраженная в мм рт.ст. или в гПа;

б) относительная влажность e в процентах – отношение фактической упругости водяного пара в атмосфере к упругости насыщающего водяного пара при той же температуре;

в) дефицит влажности d – разность между насыщающей и фактической упругостью водяного пара при данных температуре и давлении.

Контрольные вопросы

1. Отчего главным образом зависит рост и развитие с/х культур?

2. Какие лучи используют растения в процессе фотосинтеза?

3. Что такое физиологическая радиация?

4. Как меняется продолжительность и интенсивность освещенности в естественных условиях?

5.Как влияет на растения отсутствие или недостаток света?

6. Что обеспечивает листовая поверхность?

7. Какие агротехнические приемы способствуют улучшению освещенности?

8. От чего зависит температура почвы?

9. На что оказывает влияние температура почвы?

10. Как влияет температура воздуха на растения?

11. Как влияет влажность на рост и развитие растений?

Тестовые вопросы

1. Что усваивают растения в процессе фотосинтеза?

A. Углерод. B. Кислород. C.Азот. D. Углекислый газ.

2. Усвоение энергии Солнца растением происходит при помощи:

A. Углерода.B. Кислорода. C. Хлорофилла. D. Азота

3. Длинноволновые красные и коротковолновые сине-фиолетовые лучи в процессе фотосинтеза играют основную роль, поэтому их называют:

A. Рассеянной радиацией. B. Прямой радиацией.

C. Отраженной радиацией. D. Физиологической радиацией.

4. Процесс образования на свету органических веществ из неорганических называется:

A. Фотосинтезом. B. Фотопериодизмом. C. Ассимиляцией. D. Гравитацией

5. Реакция растений на продолжительность освещения в течение суток называется:

A. Фотосинтез. B. Фотопериодизм. C. Транспирация. D. Термопериодизм

6. Какая часть растений реагирует на фотопериодизм?

A. Ветви. B. Корни. C. Семена. D. Листья

7. Фотосинтетически активная радиация – это та часть солнечной радиации, которая используется растениями для создания:

A. Неорганического вещества.B. Хлорофилла.

C. Органического вещества. D. Клетки

8. Какой период развития растений больше всего зависит от температуры почвы?

A. Созревание плодов. B. Набухание и прорастание семян.

C. Цветение. D. Появление листьев

9. По правилу Вант-Гоффа скорость химической реакции в растениях удваивается при повышении температуры на каждые:

A. 10⁰С. B. 5⁰С. C. 15⁰С. D. 8⁰С

10. Необходимое условие процессов ассимиляции и дыхания растений:

A. Тепло ночью, прохладно днем. B. Тепло днем, прохладно ночью.

C. Одинаково тепло днем и ночью. D. Одинаково прохладно днем и ночью

11. Пределы температуры для процессов дыхания растений:

A. От 5 до 50⁰С. B. От 15 до 50⁰С.

C. От чуть ниже 0 до 35-40⁰С. D. От 5 до 30⁰С

12. Пределы температуры для процессов ассимиляции растений:

A. От 5 до 30⁰С. B. От 15 до 50⁰С.

C. От чуть ниже 0 до 50⁰С. D. От 5 до 45-50⁰С

Испарение воды растениями называется

A. Транспирацией. B. Коагуляцией. C. Фотосинтезом. D. Фотопериодизмом

14. Как называется температура, с которой начинается активная вегетация растений?

A. Балластная. B. Эффективная. C. Нейтральная. D. Критическая.

15. Какие характеристики влагосодержания не используются в агрометеорологии?

A. Дефицит влажности. B. Относительная влажность.

C. Температура точки росы. D. Абсолютная влажность

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Солнечная радиация	Күн	Solar radiation
Фотосинтез	Фотосинтез	Photosynthesis
Фотопериодизм	Фотопериодизм	Photoperiodism
Освещенность	Жарықтық	Illumination
Корневая система	Тамыр жїйе	Root system
Семеноводство	Тұқым шаруашылық	Seeds
Микрофлора	Микрофлора	Microflora
Вегетация	Вегетация	Vegetation
Ассимиляция	Ассимиляция	Assimilation
Транспирация	Транспирация	Transpiration

Темы СРС

Фотосинтетически активная радиация, (Л3), стр.35-37, (л1), стр. 20-23

Темы СРСП

Морфологическое описание почвы, (Л4), стр.7-9.

Основная литература

1. И.Г.Грингоф, В.В.Попова, В.Н.Страшный, Агрометеорология, Л, ГМИ, 1987

2. Г.В.Руднев, Агрометеорология, Л., ГМИ, 1973

3. Ю.И.Чирков, основы агрометеорологии, Л, ГМИ, 1982

4. Ф.Г.Лапин, М.А.Усов, Основы агрономии, Л, ГМИ, 1989

Дополнительная литература

1. Наставление по производству АГМ наблюдений на ГМС и постах, Алматы, 2005

2. Наставление ГМС и постам, выпуск II, ч.I, Л, ГМИ, 1985

3. С.С.Байшоланов, Метеорология және климатология, Алматы, Қазақ университеті, 2007

4. И.И.Гуральник, Г.П.Дубовицкий, В.В.Ларин, С.В.Мимиконова, Метеорология, Л, ГМИ, 1982

Лекции № 2. Значение агрометеорологических

Факторов в сельском хозяйстве (продолжение)

Осадки

Атмосферные осадки увлажняют почву и почвенная влага является практически единственным источником водоснабжения растений. В условиях орошаемого земледелия атмосферные осадки служат источником водоснабжения растений, питая реки и искусственные водоемы, образующие оросительные системы.

Увлажнение почвы зависит не только от количества осадков, но и от испарения.

Испаряемость, или возможное испарение, зависящее от температуры и влажности воздуха, температуры и влажности испаряющей поверхности и скорости ветра определяет степень увлажнения той или иной зоны.

Увлажнение должно изучаться в комплексе с другими процессами в природе.

Леса, испаряя большое количество воды, обогащают воздух влагой, которая переносится воздушными течениями в другие места, выпадает в виде дождя и снега, увлажняя районы, удаленные от лесных массивов.

Леса существенно влияют на внутриматериковый влагооборот. Количество осадков в облесенных районах больше, чем в безлесной местности. Важную роль играет не столько величина лесного массива, сколько длина периметра лесных участков, поэтому чем чаще поля или луга прерываются лесами, тем сильнее турбулентный обмен и больше вероятность выпадения осадков.

Правильную оценку значения осадков в с/х можно дать только в результате изучения элементов климата, особенностей почвенного покрова и биологических особенностей растений.

В условиях неполивного земледелия пополнение запасов почвенной влаги происходит в основном за счет атмосферных осадков. Недостаточное количество осадков приводит к пересыханию почвы и влияет за собой нарушение водоснабжения водоснабжения растений.

Увлажнение почвы и влагообеспеченность растений зависит не только от количества выпавших осадков, их интенсивности, продолжительности, испаряемости, но и от характера и состояния подстилающей поверхности, на которую они выпадают, и степени увлажнения почвы во время их выпадения.

Осадки, выпадающие в период наибольшей потребности растений во влаге, наиболее эффективны. Потребность растений во влаге в различные периоды их развития различны. Для правильной агрометеорологической оценки условий увлажнения необходимо знать потребность растений во влаге в эти периоды, т.к. для нормального развития они должны бесперебойно снабжаться водой.

В жизни растений имеются отдельные периоды, когда они настолько нуждаются во влаге, что снижение влажности ниже определенного уровня может вызвать резкое снижение урожая. Такие периоды называются критическими.

Эффективность осадков рассматривается по отношению к вегетационному периоду, но осадки, выпадающие в зимнее время, когда вегетация растений прекращается, также имеют большое значение.

Зимние осадки образуют снежный покров, защищающий зимующие культуры от вредного воздействия низких температур, и являются источником увлажнение почвы весной.

Роса, относящаяся к атмосферным осадкам, имеет:

Положительное значение:

1) дополнительный источник влаги;

2) в процессе образования выделяется большое количество тепла, повышающего температуру приземного слоя воздуха, что имеет большое значение при появлении угрозы заморозков.

Отрицательное значение: капли росы на растениях способствуют развитию многих грибковых заболеваний; роса влияет на условия работы уборочных машин, снижая их производительность.

Атмосферные осадки, выпадающие в излишнем количестве, приводят к избыточному увлажнению, которые наносит ощутимый вред с/х производству.

Длительное переувлажнение почвы создает неудовлетворительные условия аэрации, нарушает газообмен в корнеобитаемом слое почвы. В результате недостатка воздуха повреждается корневая система, что может привести к гибели растений.

Для борьбы с избыточным увлажнение проводятся мелиоративные мероприятия, используется определенная система агротехники, а также выводятся или подбираются сорта с/х культур, устойчивых к избыточному увлажнении.

Большой вред с/х могут нанести интенсивные ливни, струи которых механически повреждают растения, особенно в период цветения, могут вызывать при сильном ветре полегание хлебов, приводить к эрозии почвы, образовывать почвенную корку.

Град может не только повредить растения, но и привести к гибели урожая, особенно сильно страдают от града сады и виноградники.

Вредное влияние в садоводстве может оказать изморозь, т.е. отложение льда на предметах, может образовываться при небольших морозах, но в таком количестве, что ветви плодовых деревьев ломаются.

Снежный покров

В умеренных и высоких широтах снежный покров залегает сплошным слоем от 1-2 до 6-7 месяцев в году. Средняя высота снежного покрова изменяется от 10-20 см в южных районах, до 60-70 см и более на севере.

Снежный покров, сохраняясь длительное время на поверхности почвы, существенно влияет на формирование температурного режима воздуха и почвы, а также на режим влажности почвы.

Снежный покров образует запас влаги, которая, попадая в почву, служит источником водоснабжения растений.

Физические свойства снежного покрова в течение зимы под воздействием температуры воздуха, солнечной радиации, ветра и других причин существенно меняются, вместе с тем меняется роль снежного покрова как термоизолятора и аккумулятора зимних осадков.

Количество воды в снежном покрове и его теплопроводность зависят от плотности снежного покрова, которая зависит от температуры воздуха и силы ветра, как во время снегопада, так и в течение всей зимы.

Имеющиеся запасы воды в снеге не полностью поступают в почву и используются растениями. Количество воды, поступающей в почву в результате таяния снега, сильно колеблется. Почвы, насыщенные влагой с осени и глубоко промерзшие, мало усваивают талые воды, а ненасыщенные обогащаются во время снеготаяния. Быстрое снеготаяние создает большой поверхностный сток, и почва не успевает получить дополнительную влагу.

Снежный покров обладает значительными термоизоляционными свойствами и защищает озимые от вымерзания, а почву от глубокого промерзания. Эти свойства зависят от высоты покрова и плотности снега.

Защищая почву от выхолаживания, снежный покров в то же время охлаждает приземный слой воздуха, т.к. снежный покров обладает большой отражательной способностью.

Колебание температуры почвы под снегом меньше, чем обнаженной почвы. Суточный ход температуры почвы при высоте снежного покрова более 60 см почти незаметен, даже при суточной амплитуде температуры воздуха до 30⁰С.

Большое значение имеет характер залегания снежного покрова. Равномерный по высоте и плотности снег создает определенный температурный режим в верхнем слое почвы, который можно учитывать при оценке условий перезимовки озимых

Исследования высоты снежного покрова на с/х полях путем снегомерных съемок показывают, что по средней высоте снега можно приблизительно судить о степени укрытия полей снежным покровом различной высоты.

Высота снежного покрова, продолжительность его залегания и скорость таяния зависят также от рельефа местности, т.е. от экспозиции и крутизны склонов. Южные склоны раньше освобождаются от снега, чем северные, на западных и восточных склонах время схода снега занимает промежуточное положение.

В лесу снег залегает более рыхлым и высоким слоем, чем в поле, поэтому и таяние его в лесу происходит медленнее, чем в поле.

Ветер

Особое место занимает влияние ветра на формирование метеорологических условий в приземном слое воздуха, среди растений: при сильных ветрах особенности метеорологического режима приземного слоя воздуха сглаживаются; при штиле и ясном небе эти особенности проявляются особенно ярко.

Большое значение имеет ветер в процессах испарения с поверхности почвы и транспирации растений, т.к. ветер перемешивает приземный слой воздуха, унося влагу в более высокие слои атмосферы и принося не его место сухой воздух. Непрерывная смена воздуха способствует увеличению испарения и более быстрому высушиванию почвы.

Важная роль принадлежит ветру в процессах опыления растений, переносу семян на большие расстояния. В борьбе за существование это имеет большое значение, т.к. обеспечивает распространение многих видов растений на большие территории, но приносит и вред с/х, засоряя поля сорняками.

Механическое действие ветра сильно проявляется при больших скоростях в зависимости от места и времени. Сильный ветер: сдувает снег с открытых мест, перенося в более низкие места; вызывает пыльные (черные) бури, что приводит к почвенной эрозии, а иногда и к гибели растений.

Существенным препятствием для возникновения пыльных бурь является хорошо укоренившийся растительный покров, полезащитные лесные насаждения, увеличение влажности почвы. Для защиты плодовых насаждений от ветра устраивают ветроломные насаждения из декоративных деревьев.

Энергия ветра широко используется в с/х. Ветродвигатели используются на мельницах, водокачках, при приготовлении кормов в животноводстве.

В Казахстане строятся ветроэлектрические станции, дающие возможность использовать энергию ветра сельским предприятиям и для бытовых нужд. Для работы двигателей скорость ветра должна быть не меньше 6-8 м/с.

Контрольные вопросы

1. Роль атмосферных осадков в жизни растений

2. Какое влияние оказывает лес на влагооборот?

3. От чего зависит увлажнение почвы?

4. Когда осадки наиболее эффективны?

5. Положительные свойства снежного покрова

6. От чего зависят количество воды в снеге и условия его поступления в почву?

7. Какое значение имеет характер и высота залегания снежного покрова?

8. Роль ветра в формировании метеоусловий приземного слоя воздуха

9. Отрицательная и положительная роли ветра в хозяйстве.

Тестовые вопросы

1. Испаряемость не зависит от:

A. Количества облачности. B. Скорости ветра

C. Влажности испаряющей поверхности. D. Влажности воздуха

2. В условиях неполивного земледелия пополнение запасов почвенной влаги происходит в основном за счет:

A. Влажности воздуха. B. Количества облачности

C. Влажности испаряющей поверхности. D. Атмосферных осадков

3. Отдельные периоды в жизни растений, когда снижение влажности ниже определенного уровня может вызвать резкое снижение урожая, называются:

A. Нейтральными. B. Неэффективными. C. Критическими. D. Балластными

4. Длительное увлажнение почвы нарушает:

A) фотосинтез B) аэрацию C) фотопериодизм D) транспирацию

5. Что такое аэрация?

A. Транспирация. B. Сублимация. C. Газообмен в почве. D. Конденсация.

6. Процесс газообмена в почве, это:

A. Испарение. B. Конвекция. C. Аэрация. D. Конденсация

7. Что не применяется при борьбе с избыточным увлажнением?

A. Мелиорация. B. Определенная система агротехники

C. Подбор с/х культур. D. Солнцезащита

8. Разрушение почвенного покрова путем смывания его водой и выдувания ветром называется:

A. Эрозией почвы. B. Бонитет почвы.

C. Плодородие почвы. D. Связность почвы

9. Какие атмосферные явления не наносят вред с/х?

A. Сильный ветер. B. Снег. C. Град. D. Сильный ливень.

10. Средняя высота снежного покрова в южных областях составляет в см:

A) 5-10 B) 60-70 и более C) 10-20 D) 20-50

11. Средняя высота снежного покрова в северных областях составляет в см:

A. 5-10. B. 60-70 и более. C. 10-20.D. 20-50

12. На что не оказывает влияние снежный покров?

A. Температурный режим воздуха. B. Температурный режим почвы.

C. Режим влажности почвы. D. Р ежим осадков

13. При какой высоте снежного покрова (в см) почти незаметен суточный ход температуры почвы?

A. Более 60. B. 10-20. C. 20-40. D. 40-50

14. От рельефа местности не зависит:

A. Количество выпадающих осадков. B. Продолжительность залегания снега. C. Высота снежного покрова. D. Скорость таяния снега.

15. Минимальная скорость ветра для работы ветроэлектростанций составляет в м/с:

A. 1-2 B. 6-8. C. 3-4 D. Более 10

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Испаряемость	Буланғыштық	Evaporability
Влагооборот	Ылғал айналымы	Moisture cycle
Водобеспеченность	Водообеспеченность	Water availability
Водоснабжение	Сумен жабдықтау	Water supply
Аэрация	Аэрация	Aeration
Мелиорация	Мелиорация	Reclamation
Эрозия почвы	Топырақ эрозиясы	Soil erosion
Снежный покров	Қар жамылғы	Snow cover
Пыльная буря	Шаңды дауыл	Dust storm

Темы СРС

Фотосинтетически активная радиация, (Л3), стр.35-37, (л1), стр. 20-23

Темы СРСП

Морфологическое описание почвы, (Л4), стр.7-9.

Основная литература

1. И.Г.Грингоф, В.В.Попова, В.Н.Страшный, Агрометеорология, Л, ГМИ, 1987

2. Г.В.Руднев, Агрометеорология, Л., ГМИ, 1973

3. Ю.И.Чирков, основы агрометеорологии, Л, ГМИ, 1982

4. Ф.Г.Лапин, М.А.Усов, Основы агрономии, Л, ГМИ, 1989

Дополнительная литература

1. Наставление по производству АГМ наблюдений на ГМС и постах, Алматы, 2005

2. Наставление ГМС и постам, выпуск II, ч.I, Л, ГМИ, 1985

3. С.С.Байшоланов, Метеорология және климатология, Алматы, Қазақ университеті, 2007

4. И.И.Гуральник, Г.П.Дубовицкий, В.В.Ларин, С.В.Мимиконова, Метеорология, Л, ГМИ, 1982

Дата добавления: 2015-10-23