Историко-источниковедческая справка: Фундаментальная статья исследователей БелНИИМиВХ кандидата сельскохозяйственных наук В. Н. Пятницкого и Л. Б. Авдеева опубликована в журнале Академии наук БССР «Весці АН БССР. Серыя сельскагаспадарчых навук» в 1984 году (№ 4, с. 39–43; поступила в редакцию 20.10.1983). В исследовании впервые в мелиоративной науке Беларуси был применен аппарат многомерного регрессионного моделирования на ЭВМ ЕС-1020 для анализа 16-летних рядов наблюдений на торфяных почвах трех районов Полесья (Лунинецкого, Ивацевичского и Октябрьского). Авторы сформулировали закон технологической детерминации, доказав, что высокая агротехника не устраняет влияние погоды, а переводит его в ранг ведущего фактора, объясняющего до 94% колебаний урожая.
Первоисточник: Пятніцкі У. М., Аўдзееў Л. Б. Надвор’е і ўраджай ячменю на тарфяных глебах // Весці Акадэміі навук БССР. Серыя сельскагаспадарчых навук. — 1984. — № 4. — С. 39–43. Публикуется в авторизованном переводе на русский язык.
Урожай ячменя на торфяных почвах в значительной мере зависит от условий погоды. В гумидной зоне его межгодовые колебания определяются главным образом изменениями температуры и влажности воздуха, освещенности и притока солнечной радиации, вызванными режимом атмосферных осадков [1].
Постановка задачи и эмпирическая база исследования
Цель настоящей работы — количественное выявление зависимости урожая зерна от погодных условий и объективная оценка их долевого участия в колебаниях продуктивности ячменя. В исследованиях применялись методы линейной и нелинейной (квадратичная парабола, гипербола) корреляции и регрессии.
Эмпирической основой послужили многолетние ряды урожайности и агрометеорологических показателей, полученные в трех контрастных районах Белорусского Полесья:
- Лунинецкий район (Брестская обл.) — микрополевые и полевые стационарные опыты Полесской опытно-мелиоративной станции (ПОМС), а также производственные посевы ее экспериментального хозяйства за 7 и 16 лет;
- Ивацевичский район (Брестская обл.) — Коссовский государственный сортоучасток на торфяниках за 16-летний период (сорта Альза и Мами);
- Октябрьский район (Гомельская обл.) — Октябрьский сортоучасток Восточного Полесья за 16 лет.
По уровню урожайности были выделены три градации технологии:
- Оптимальная технология (средний урожай 47 ц/га, микрополевые опыты ПОМС с регулированием влажности и сбалансированным минеральным питанием);
- Высокая технология (37–41 ц/га, сортоучастки и передовые стационары);
- Средняя технология (32 ц/га, рядовые производственные посевы за 16 лет).
Вегетационный период ячменя был дискретизирован на 38 календарных отрезков. Матрицы сопряженных данных обрабатывались на ЭВМ ЕС-1020 в Минске.
Влияние температуры и влажности воздуха
Корреляционный анализ выявил в Октябрьском районе выраженную параболическую зависимость урожая от среднесуточной температуры воздуха в апреле — мае и мае — июне ($\eta = 0,54 — 0,64$). Коэффициент детерминации показывает, что около 30–40% межгодовой дисперсии урожая здесь вызывалось температурными аномалиями весны.
В Ивацевичском районе до 58% колебаний урожайности определялось изменениями относительной влажности воздуха: затяжная сырость и пасмурность устойчиво предопределяли недобор зерна.
Атмосферные осадки как интегральный критерий погоды
Наиболее тесная связь урожайности установлена с суммой атмосферных осадков, выступающих интегральным показателем метеорологического режима (облачность, инсоляция, температурный градиент торфа).
Поскольку биологические процессы в агроценозах подчиняются параболическим закономерностям [3], зависимость урожая от осадков аппроксимировалась уравнениями квадратичной параболы:
| Объект / Вариант | Уравнение регрессии | $\eta$ | $\pm S_{yx}$, ц/га | $d_{yx}$, % |
|---|---|---|---|---|
| Период: Апрель — 10 августа | ||||
| 1. Микроопыты (оптимальная) | $y = 91,5 — 0,2130x + 1545 \cdot 10^{-7}x^2$ | 0,969 | 2,7 | 94% |
| 2. Ивацевичи (высокая) | $y = 113,3 — 0,4436x + 5705 \cdot 10^{-7}x^2$ | 0,758 | 8,3 | 57% |
| 3. Октябрь (высокая) | $y = 47,5 + 0,0658x — 2890 \cdot 10^{-7}x^2$ | 0,799 | 6,6 | 64% |
| 4. Полевые опыты ПОМС | $y = 70,8 — 0,1445x + 1214 \cdot 10^{-7}x^2$ | 0,763 | 5,5 | 58% |
| 5. ПОМС (производство, 7 лет) | $y = 29,4 + 0,1535x — 4108 \cdot 10^{-7}x^2$ | 0,756 | 4,3 | 57% |
| 6. ПОМС (производство, 16 лет) | $y = 68,3 — 0,2104x + 2767 \cdot 10^{-7}x^2$ | 0,525 | 6,9 | 28% |
Таблица 2. Уравнения регрессии зависимости урожая зерна ячменя ($y$, ц/га) от суммы осадков ($x$, мм). $\eta$ — корреляционное отношение, $\pm S_{yx}$ — доверительный интервал, $d_{yx}$ — коэффициент детерминации (доля участия погоды).
Закон технологической детерминации урожая
Сопоставление полученных коэффициентов детерминации привело к фундаментальному теоретическому выводу:
- При оптимальной технологии (уравнение 1) связь с осадками практически функциональная ($\eta = 0,969$), а погодные условия обусловливают 94% колебаний урожая зерна.
- При высокой агротехнике (уравнения 2–5) осадки объясняют 57–64% дисперсии.
- При средней производственной культуре (уравнение 6) погодные факторы обусловливают лишь 28% колебаний урожая!
«Если только 25–30% колебаний урожая вызвано осадками, то остальные 70–75% определяются неотрегулированностью управляемых факторов (нормы осушения, удобрений, агротехники и др.).»
Парадокс заключается в том, что низкая культура производства маскирует влияние климата: в неурожаях винят погоду, тогда как три четверти потерь вызваны субъективными организационно-технологическими сбоями. Напротив, высокая культура земледелия устраняет лимитирующее влияние почвы и удобрений, раскрывая генетический потенциал сорта и делая погоду единственным определяющим регулятором.
Выводы
- Неустойчивость урожаев зерна на торфяных почвах обусловлена комплексом погодных факторов, интегральным показателем которых выступает сумма осадков.
- Роль погоды в формировании урожая возрастает с повышением уровня агротехники и культуры земледелия. И наоборот: чем ниже средняя продуктивность, тем выше деструктивная роль неуправляемых агрономических ошибок.
- Оптимизация условий возделывания на осушенных торфяниках гарантирует получение базового урожая не менее 35 ц/га зерна ячменя. Величина отклонения фактической продуктивности от расчетной кривой (рис. 3, кривая 1) служит объективным критерием оценки качества ведения зернового хозяйства.
Литература
- Пятницкий В. Н., Авдеев Л. Б., Кохнюк П. Я., Судас А. С. // Мелиорация переувлажненных земель. — Минск: Ураджай, 1982. — Т. 30. — С. 88–97.
- Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. — М.: Колос, 1973. — 335 с.
- Горышина Т. К. Экология растений. — М.: Высшая школа, 1979. — С. 367.