2 АГРОКЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Среднее Поволжье (республики Мордовия и Татарскан, Пензенская, Самарская и Ульяновская области) – крупнейший сельскохозяйственный регион России.
Лесостепь представляет собой зональный ландшафт умеренного пояса, характеризующийся чередованием сомкнутых (преимущественно лиственных) лесов на серых лесных почвах и травянистых степей на черноземах.
Своеобразие лесостепного ландшафта обусловлено в значительной мере климатическими особенностями этой зоны. Осадки не обладают устойчивостью, влажные годы и месяцы чередуются с засушливыми. Засухи и суховеи наблюдаются достаточно часто, которые в первой половине периода вегетации бывают чаще, чем во второй. Повторяемость интенсивных суховеев – 60-70 % лет, а суховеи средней интенсивности наблюдаются ежегодно. Поэтому весенние запасы влаги играют важнейшую роль для посевов. Для зоны Среднего Поволжья характерна высокая активность эрозионных процессов.
Пензенская область находится в зоне юго-восточной части Приволжской лесостепи, на западном склоне Приволжской возвышенности.
Рельеф области имеет эрозионный характер, особенно в приречных районах, расчлененных густой сетью балок и оврагов. Наибольшей всхолмленностью вследствие большого колебания относительных высот характеризуются водораздельные пространства восточной части. Холмисто-волнистая поверхность междуречных пространств северо-западных частей области принимает характер слабоволнистых равнин. Юго-западная часть особенно сильно расчленена оврагами и промоинами.
Климат области умеренно-континентальный. Континентальность постепенно нарастает с запада на восток.
Наиболее теплым месяцем является июль со средней температурой 19,1-19,5°С, самым холодным – январь с температурой минус 11,3-13,3°С, т.е. показатель континентальности климата достигает 30-33°С. Среднегодовая температура воздуха 3°С, 4°С (Агроклиматические ресурсы … 1972).
Продолжительность вегетационного периода составляет 172-181 день. Активный рост большинства сельскохозяйственных культур начинается в основной период вегетации при температуре воздуха 10°С. Продолжительность его в области 135-147 дней, а сумма активных температур, при среднем значении 2400°С, в отдельные годы составляет 2800-2900°С.
С учетом природно-климатических факторов Пензенская область делится на 4 агропочвенные зоны, краткая характеристика условий которых приведена в таблице 5.
Основные определяющие факторы формирования урожая сельскохозяйственных культур в области – тепло и влага. Самым неустойчивым элементом климата являются осадки.
Годовое количество осадков в Пензенской области колеблется от 450 до 500 мм. В засушливые годы оно понижается до 350 мм, а во влажные увеличивается до 775 мм. До 70 % осадков выпадает в теплый период года. В среднем за вегетационный период с температурой выше 10°С выпадает от 208 до 275 мм.
Условия влагообеспеченности отдельных месяцев и вегетационных периодов характеризует гидротермический коэффициент (ГТК). В пределах области он изменяется от 0,9 и менее на юге и до 1,1 на севере. Значения гидротермического коэффициента имеют колебания от 0,4 в засушливые годы до 1,5-1,7 во влажные.
Учитывая теплообеспеченность и условия увлажнения периода вегетации яровой пшеницы и ячменя дана характеристика погодных условий, которые складывались в период проведения исследований (табл. 6).
На основании данных таблицы можно констатировать, что экспериментальные данные получены при разнообразных погодных условиях, следовательно установленные закономерности и сделанные выводы в ходе проведенных исследований носят вполне объективный характер.
Большой вред посевам сельскохозяйственных культур наносят засухи и суховеи. Для области характерны весенние, а в отдельные годы отмечаются летние и осенние засухи. Засуха в области часто сопровождается суховеями. Очень интенсивные суховеи бывают один-два раза в 10 лет, а суховеи средней интенсивности наблюдаются ежегодно. Слабые суховеи наблюдаются весной, более интенсивные – летом.
Таблица 5 – Характеристика условий природных зон Пензенской области
Таблица 6 – Характеристика погодных условий в период проведения исследований
Наиболее объективную оценку влагообеспеченности сельскохозяйственных культур дают данные запасов продуктивной влаги в почве. Влага, накопленная в корнеобитаемом слое почвы к периоду сева, является основным источником водоснабжения растений в течение всего периода вегетации.
Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см весной к моменту перехода средней суточной температуры воздуха через 5°С составляют под яровыми культурами более 175 мм на юго-западе и 125-175 мм – на остальной территории области. В период сева условия увлажнения пахотного слоя почвы под яровыми и озимыми культурами на большей части территории достаточные. Для озимых культур по области влагообеспеченность составляет от 70 до 90 %, для ранних яровых – от 60 до 75 % от оптимальной.
Радиационный и температурный режимы. Одним из главных факторов, определяющих температурный режим, является приток солнечной энергии, величина которого зависит от географического расположения местности, продолжительности дня и других условий. Поступление фотосинтетически активной радиации (ФАР) за вегетационный период составляет 3,0-3,5 млрд. ккал/га.
Термические ресурсы области и требования сельскохозяйственных культур к теплу выражаются в суммах средних суточных температур выше 10°С и определяются в 2200-2400°С. Периодом активной вегетации является период со средней суточной температурой воздуха 10°С. От его продолжительности и обеспеченности теплом зависят рост и развитие сельскохозяйственных культур, степень их зрелости и урожай.
В среднем период с температурой выше 10°С по области составляет 136-144 дня, увеличиваясь в отдельные годы до 154-160 дней. Весной температура воздуха через 10°С переходит на территории области в конце апреля – первых числах мая. Осенью этот период заканчивается 21-24 сентября. Число дней летнего периода с температурой выше 15°С по агроклиматическим зонам колеблется от 89 до 102 дней. В отдельные годы длина вегетационного периода сокращается из-за поздних весенних и ранних осенних заморозков. Последние заморозки весной наблюдаются во второй декаде мая, а первые осенние – в третьей декаде сентября.
Для выращивания сельскохозяйственных культур необходима 80-90 %-ная обеспеченность суммой активных температур. На территории области в 90 % лет сумма активных температур больше 1800-2200°С. При средней сумме 2400°С в отдельные годы сумма активных температур составляет 2800-2900°С.
Рассматривая показатели термических условий зоны с требованиями растений к теплу, можно отметить достаточную обеспеченность теплом зерновых, зернобовых культур и многолетних трав во всех агроклиматических зонах области.
Почвенный покров. В лесостепи Среднего Поволжья более 61 % пахотных угодий содержат гумуса 5,6 % и более, около 3 млн. га пашни – 4,6-5% и более 5 млн. га – от 4,5 до 2,5 %.
На территории Пензенской области можно выделить два основных типа растительных формаций – лесную и луговостепную.
Взаимоотношение этих растительных формаций выражается, по мнению А.И. Дорогова (1951), в постепенном прогрессирующем наступлении лугово-степного покрова и покрова сельскохозяйственных культур на пространства, занятые лесом. На долю абсолютно лесной площади приходится не более 15 %, остальные 85 % площади занимает травянистая растительность.
В соответствии с двумя основными типами растительности на территории Пензенской области господствующими являются два типа почвообразовательного процесса – лугово-степной и лесной. Между ними выделяется еще переходная зона, которую называют зоной лесостепи. Каждая из этих форм почвообразовательного процесса привела к образованию специфического типа почв.
А.И. Дорогов выделяет следующие четыре типа в Пензенской области:
I. Почвы черноземного типа. В эту группу входят черноземы от тучных мощных до смытых, маломощных, малогумусных.
II. Почвы лугово-черноземного типа переходной зоны.
III. Почвы лесного типа. В эту группу объединяются лесные почвы от темно-серых до светло-серых.
IV. Аллювиальные почвы речных пойм.
Преобладающим типом почв Пензенской области являются черноземы (75,2 %), наибольшее распространение из них имеют выщелоченные черноземы, которые составляют 81,1 %.
Содержание гумуса в пахотном слое выщелоченных черноземов колеблется от 5,5 до 7,9 %. Реакция почвенного раствора слабокислая, сумма поглощенных оснований высокая – от 35 до 40 мг – экв. на 100 г почвы; степень насыщенности почвы основаниями колеблется от 86 до 95 %.
Содержание общего азота в пахотном слое составляет от 0,36 до 0,54 %, подвижного азота – 116…141 мг на 1 кг почвы; подвижных форм фосфора – от 35 до 120 мг на 1 кг почвы. Обеспеченность обменным калием средняя и повышенная.
Серые и темно-серые лесные почвы занимают в области 15,5 %, а светло-серыми лесными почвами занято 4,6 %. Они формируются на разнообразных по механическому составу породах. Верхний горизонт серых и темно-серых лесных почв тяжелого механического состава содержит до 5 % гумуса, светло-серые лесные супесчаные – 0,5 до 1,5-2,0 %. Эти почвы бедны азотом, фосфором и средне обеспечены калием.
На долю потенциально богатых пойменных почв приходится 2,8 %. Аллювиальные почвы имеют довольно большое содержание гумуса (до 10 % в пахотном слое), количество поглощенных оснований достигает 45 мг – экв. на 100 г почвы, обеспеченность подвижными формами азота и калия средняя, фосфора – низкая.
В Пензенской области около 612 тыс. га эродированных земель, из них слабосмытые составляют 472 тыс. га, среднесмытые – около 118 тыс. га и сильносмытые – 22 тыс. га. На этих землях необходимо осваивать комплекс противоэрозионных мероприятий, обратив особое внимание на агротехнические меры борьбы с эрозией.
Почвы области ощущают дефицит в микроэлементах: Mo, B, Мn, Со (Рекомендации по применению … 1984).
Подводя итог характеристике природных условий области, следует отметить, что почвы и климат вполне благоприятны для возделывания большинства сельскохозяйственных культур, типичных для Среднего Поволжья. Однако потенциал продуктивности ее земельных ресурсов понижен из-за дефицита увлажнения.
Важной задачей в земледелии Пензенской области является сохранение и повышение плодородия почв, в выполнении которой большая роль принадлежит биологическим почвообразовательным процессам, пополнению запаса органического вещества за счет увеличения посевов многолетних трав, введения сидерации и почвозащитных систем земледелия.