Важнейшими факторами формирования урожайности сельскохозяйственных культур является их тепло- и влагообеспеченность на протяжении всего периода вегетации. Причем в одних районах предпочтение необходимо отдавать теплообеспеченности, а в других влагообеспеченности или в равной степени тому и другому факторам. Эти факторы для разных культур на разных этапах развития имеют неодинаковое значение. Учет тепло- и влагообеспеченности на этих этапах одновременно с учетом культуры земледелия и сортовых особенностей культур позволяет достаточно объективно оценить влияние агрометеорологических условий на формирование урожая. Причем если влияние тепло- и влагообеспеченности изучено довольно хорошо, то влияние комплексных показателей Изучено недостаточно, поэтому комплексные показатели гораздо реже используются для оценки условий формирования урожая сельскохозяйственных культур.
В частности, гидротермический коэффициент (ГТК) используется нами в некоторых методиках прогнозирования урожайности яровых зерновых культур, проса и некоторых других культур.
Гидротермический коэффициент увлажнения Селянинова (ГТК) — характеристика уровня влагообеспеченности территории. Введён российским климатологом Г.Т. Селяниновым (1887—1966). Широко используется в агрономии для общей оценки климата и выделения зон различного уровня влагообеспеченности с целью определения целесообразности выращивания тех или иных сельхозкультур. Рассчитывается по формуле: К = R*10/Σt; где R представляет собой сумму осадков в миллиметрах за период с температурами выше +10°C, Σt определяет сумму температур в градусах Цельсия (°C) за то же время. Г.Т. Селянинов по ГТК выделяет следующие зоны:
- избыточного увлажнения, или зона дренажа (ГТК>1.3);
- обеспеченного увлажнения (1.0–1.3);
- засушливая (0.7–1.0);
- сухого земледелия (0.5–0.7);
- ирригации (ГТК<0.5).
Северная граница степной зоны в европейской части России близка к изолинии K = 1, а северная граница полупустыни ограничивается изолинией K = 0,5. В целом, чем ниже ГТК, тем суше местность. Классификация зон увлажнения по ГТК: влажная — 1,6—1,3; слабозасушливая 1,3—1,0; засушливая — 1,0—0,7; очень засушливая 0,7—0,4; сухая — < 0,4. Колебания значений ГТК для зон неустойчивого увлажнения значительны и связаны с неравномерностью выпадения осадков.
Примеры ГТК для различных географических пунктов: o. Симушир = 4,4; Москва = 1,4; Одесса = 0,7; Ташкент = 0,1.
Если использовать ГТК для отражения засушливости (для очень сильных засух ГТК < 0,3, для сильных засух ГТК = 0,31. . . 0,6, для средних ГТК = 0,61. . . 0,8, для слабых ГТК = 0,8. . .0,99), то можно представить насколько засушливый тот или иной район Северного Кавказа и южной части Нижнего Поволжья. Для оценки всего вегетационного периода в данном регионе рассчитан ГТК для этого периода и по его значениям построена карта.
Гидротермический коэффициент за вегетационный период (апрель—сентябрь, для Красноярского края апрель—октябрь) на территории Северного Кавказа и юга Нижнего Поволжья в среднем.
По значениям ГТК в первом приближении к районам сильных и очень сильных засух можно отнести восточные и южные районы Волгоградской области, Астраханскую область и большинство районов Калмыкии к районам средних засух - большую часть северо-западных районов Волгоградской области, восточные районы Ростовской области и Ставропольского края. Вся остальная территория рассматриваемого региона представляет собой районы слабых засух. И только часть Краснодарского края, районы Ставропольской возвышенности, предгорные и горные районы Северо-Кавказских автономных республик являются районами достаточного увлажнения.
Однако такая оценка территории по ГТК не полностью отражает разные отрезки вегетационного периода. В отдельных районах в весеннелетний период (апрель-июль), когда идет формирование урожая зерновых культур, ГТК могут превышать 1,5-2,0 и даже 3,0, что приводит к переувлажнению и снижению урожайности зерновых культур.