Наше направление в конкурсе "АгроНТИ" называется "АгроМетео" и по сути расшифровывается ак агрометеорология, однако сельскохозяйственная метеорология включает больше разделов:
- Агрометеорологиюя - раздел сельскохозяйственной метеорологии, изучающий метеорологические условия в их взаимодействии с процессами роста, развития, формирования урожая сельскохозяйственных культур и агротехническими мероприятиями.
- Агроклиматологию - раздел, изучающий климатические условия в их взаимодействии с процессами и объектами сельскохозяйственного производства.
- Агрогидрологию - раздел сельскохозяйственной метеорологии, изучающий состояние, водно-физические свойства и водный режим почвы сельскохозяйственных угодий в их взаимодействии с метеорологическими условиями и процессами сельскохозяйственного производства.
- Зоометеорологию -раздел сельскохозяйственной метеорологии, изучающий влияние метеорологических условий на сельскохозяйственных животных.
Наука, призванная изучать погоду применительно к запросам сельского хозяйства, называется, или агрометеорологией. Агрометеорология - прикладная метеорологическая дисциплина, изучающая атмосферные условия, имеющие значение для сельского хозяйства, в их взаимной связи с объектами и процессами земледелия или вообще сельскохозяйственного производства. Основной задачей агрометеорологии является содействие сельскому хозяйству в наилучшем использовании климатических ресурсов территории, особенно в преодолении неблагоприятных явлений погоды в целях получения высоких и устойчивых урожаев. Рассматривая климат и погоду как неотъемлемые для объектов сельскохозяйственного производства условия внешней среды, агрометеорология постоянно сталкивается с необходимостью оценивать значение того или иного сочетания метеорологических условий для формирования урожая сельскохозяйственных культур.
Но одни и те же факторы климата и погоды по-разному воздействуют на растения в различные периоды их вегетации и при различном их состоянии. Поэтому недостаточно знать только условия погоды, но одновременно необходимо знать, на какие периоды вегетации растений они приходятся и какова реакция растений на эти условия. Это достигается с помощью применения основного метода агрометеорологии метода сопряженных (или, как часто говорят, параллельных) наблюдений: с одной стороны,над метеорологическими условиями, а с другой, над ростом и развитием сельскохозяйственных культур. На каждой станции агрометеорологической сети, наряду с производством обычных метеорологических наблюдений и наблюдений над влажностью почвы, ведутся систематические наблюдения на ближайших полях над состоянием сельскохозяйственных культур, фазами их развития, а также над сроками проведения тех или иных полевых работ. Результаты агрометеорологических наблюдений кладутся в основу исследовательских работ и агрометеорологического обслуживания сельскохозяйственных организаций.
Агрометеорология является комплексной наукой, имеющей связь со множеством смежных дисциплин.
Поэтому в агрометеорологических методах используются информация и данные различных ключевых наук, таких как физика и химия почвы, гидрология, метеорология, физиология и фенология растений и животных, агрономия и другие. Наблюдаемая информация часто объединяется в более или менее сложные модели, сосредоточенные на различных компонентах частей системы, таких как баланс массы (то есть углерод почвы, питательные вещества и вода), производство биомассы, рост и урожайность сельскохозяйственных культур и фенология сельскохозяйственных культур или вредителей, с целью обнаружения чувствительности или потенциальной реакции системы почва-биосфера-атмосфера.
Историческую справку о развитии отечественной сельскохозяйственной, как научной дисциплине смотрите в дополнительных материалах к курсу.
Агроклиматология
Учение о климате как о факторе земледелия (или шире — сельскохозяйственного производства вообще). В задачи агроклимологии входит:
- определение климатических условий, благоприятных для тех или иных растительных культур;
- выявление климатических особенностей территории в целях рационального размещения культур; агроклиматическое районирование;
- климатическое обоснование новых способов агротехники;
- изучение возможностей улучшения микроклимата для целей сельскохозяйственного производства;
- учет изменений, вносимых в микроклимат поля созданием полезащитных лесных полос, орошением, агротехническими мероприятиями и пр.
Объектами изучения агрометеорологии являются погода, климат, водный и тепловой режим почвы, с/х культуры и процессы с/х производства. Метеорологические элементы - это различные характеристики состояния воздуха и некоторых атмосферных процессов (атмосферное давление, температура воздуха, влажность воздуха, облачность, ветер, атмосферные осадки, лучистая энергия). Значения метеорологических элементов за определенный период времени характеризуют метеорологические условия (условия погоды).
Погода – это физическое состояние атмосферы в данный момент времени в данном месте. Она характеризуется температурой, влажностью, облачностью, скоростью и направлением ветра, атмосферным давлением, а также различными метеорологическими явлениями.
Климат – это средний многолетний режим погоды на данной территории. Для его характеристики используются средние многолетние данные о температуре, осадках, влажности воздуха и почвы, повторяемости тех или иных явлений и т.д.
Метеорологические и гидрологические показатели, определяющие состояние и продуктивность с/х культур называются агрометеорологическими факторами. Их сочетания в определенный период времени называют агрометеорологическими условиями, а их многолетний режим – агроклиматическими условиями.
Агрометеорология изучает погоду и климат применительно к практическим и теоретическим задачам сельского хозяйства. К числу важнейших задач агрометеорологии относятся:
- исследование пространственно-временных закономерностей влияния погоды и климата на объекты и процессы с/х производства,
- разработка методов агрометеорологических прогнозов,
- агрометеорологическое обоснование мероприятий, направленных на защиту объектов сельского хозяйства от неблагоприятных явлений климата и погоды,вредителей и болезней,
- изучение проблемы мелиорации климата и микроклимата полей с целью их возможного улучшения для с/х производства и т.д.
Среди агрометеорологических факторов выделяют основные и второстепенные факторы жизни растений. К числу основных факторов относятся факторы, без которых
растение не может жить, расти и развиваться. Солнечная радиация обеспечивает растения энергией, которую они используют в процессе фотосинтеза для создания органического вещества, влияет на химический состав и качество продукции. Температура окружающей среды регулирует процессы роста и развития растений, фотосинтеза, дыхания и транспирации. Однако все эти процессы невозможны при отсутствии влаги и воздуха. Поэтому свет, тепло, влагу и воздух называют основными факторами жизни растений. Есть также факторы, не являющиеся необходимыми для жизни растений, но оказывающими на них влияние. Это ветер, облачность, дымовые газы, радиоактивность и т.д. – они называются второстепенными факторами. В комплексе основные и второстепенные факторы составляют среду обитания растений.
В сельском хозяйстве используют разнообразную гидрометеорологическую информацию.
При выборе проектных решений обосновывают рациональное размещение и специализацию сельского хозяйства, районирование культур и сортов сельскохозяйственных растений, создание гидромелиоративных систем и т.д. При этом используют климатическую и агроклиматическую информацию.
При выработке плановых решений планируют размеры урожаев, определяют потребности в удобрениях и ядохимикатах, объемы поливной воды, составляют графики полевых работ и т.д. Здесь в первую очередь используется текущая оперативная агрометеорологическая и гидрологическая информация, анализируются сложившиеся агрометеорологические условия применительно к конкретным полям и культурам, а также гидрометеорологические прогнозы различной заблаговременности.
При принятии оперативно-хозяйственных решений разрабатывают действия непосредственного управления технологическими процессами в период вегетации растений. Для этого используют оперативную информацию о фактическом состоянии погоды, почвы, посевов и гидрометеорологические прогнозы.
МЕТОДЫ АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
К числу основных методов агрометеорологических исследований относятся следующие.
- Метод сопряженных (параллельных) наблюдений за состоянием, ростом, развитием растений и метеорологическими условиями, в которых произрастают объекты наблюдений. С помощью этого метода на материалах полевых и лабораторных наблюдений устанавливают количественные и качественные связи между условиями погоды и ростом, развитием и формированием продуктивности растений, выявляют их потребность в основных факторах среды — количестве света, тепла, влаги, питательных веществ, определяют пороговые (критические) значения этих факторов для различных культур и сортов. Этот принцип (сопряженности) сохраняется в деятельности всей наблюдательной агрометеорологической сети национальных гидрометеорологических служб в системе Всемирной метеорологической организации (ВМО).
- Метод учащенных сроков сева предполагает высев растений через каждые, например, 5... 10 сут., начиная с весны и до конца вегетационного периода. При этом растения попадают в неодинаковые условия тепла, влаги и освещенности. Сопряженные наблюдения за метеорологическими условиями, ростом и развитием растений позволяют собрать разнообразные сведения о реакции растений на изменяющиеся условия их произрастания. В результате опыта даже в течение одного года можно получить информацию о влиянии разных комплексов метеорологических параметров на исследуемое растение в данной местности. Этот метод применяется на делянках одного поля или в лабораторных условиях.
- Метод географических посевов применяют в различных почвенноклиматических зонах страны или одновременно в нескольких странах. Этот метод позволяет решать ту же задачу, что и метод учащенных сроков сева, так как посевы данного сорта в разных климатических зонах находятся в различных условиях увлажнения, температуры, длины дня и т.д. Этот метод позволяет определить районы, где данный сорт культуры дает высокие и качественные урожаи.
- Экспериментально-полевой метод, при котором в полевых опытах с помощью специальных конструкций (камер искусственного климата, теплиц, газометрических экологических камер и др.) и приемов изменяют агрометеорологические условия возделывания растений (регулируют по программе опыта температуру и влажность почвы, продолжительность и интенсивность освещения, высоту снежного покрова, нормы вносимых удобрений и т.п.).
- Метод дистанционного (неконтактного) определения параметров состояния подстилающей поверхности (почвы, растительного покрова), фенологии растений, температуры и влажности, объемов биомассы, отдельных элементов продуктивности растений и т.д. предусматривает использование специальной аппаратуры, устанавливаемой на летательных аппаратах (на самолетах, вертолетах, а также на искусственных спутниках Земли) или на различных видах наземного транспорта. Результаты измерений, полученные этим методом, дают информацию об изучаемых объектах на больших площадях. В последние годы создана сеть аэрофотометрических экспедиций, обследующих состояние посевов и определяющих урожайность естественных пастбищ на больших площадях с помощью дистанционного метода.
- Картографический метод исследования заключается в использовании разнообразных карт для выявления климатических и микроклиматических особенностей территории в их статике и динамике для наиболее рационального размещения объектов сельскохозяйственного производства.
- Метод математической статистики позволяет обрабатывать массовые материалы наблюдений для установления связи развития и формирования продуктивности растений с условиями погоды.
- Метод математического моделирования заключается в построении математической модели, позволяющей с помощью математического аппарата описывать влияние агрометеорологических условий на рост и развитие растений, их продуктивность, а также процессы тепло-, влаго- и энергообмена в системе почва — растение — атмосфера.
Агрометеорологические наблюдения в холодный период:
- температура почвы в зоне узла кущения озимых культур и корневой шейки многолетних трав, корневой системы плодовых;
- глубина промерзания и оттаивания почвы;
- осеннее обследование состояния зимующих полевых культур;
- определение жизнеспособности зимующих полевых культур и плодовых деревьев;
- снежный покров на полях с зимующими культурами.
Агрометеорологические наблюдения в теплый период:
- весеннее обследование состояния полевых культур и садов;
- влажность верхних слоев почвы;
- влажность корнеобитаемого слоя почвы;
- фазы развития сельскохозяйственных культур, трав, древесных и кустарниковых растений;
- состояние сельскохозяйственных культур: густота стояния, высота растений, засоренность посевов, полегание посевов, общая визуальная оценка состояния растений;
- формирование элементов продуктивности, структура урожая сельскохозяйственных культур;
- повреждение растений неблагоприятными метеорологическими явлениями, вредителями и болезнями.
Основными формами агрометеорологического обеспечения структур агропромышленного комплекса и органов власти являются агрометеорологическая информация и прогнозы.
Агрометеорологическая информация, подготовленная по материалам наблюдений, позволяет сельскохозяйственным организациям своевременно и правильно организовать уход за посевами, ориентирует специалистов сельского хозяйства на проведение соответствующих агротехнических мероприятий, в первую очередь — по снижению влияния неблагоприятных погодных условий, а также агрометеорологическая информация позволяет уменьшить ущерб от неблагоприятных погодных условий на всех этапах сельскохозяйственного производства, получить экономическую выгоду при наименьших затратах.