Ученые нашли в Новгородской области "теплые оазисы" для выращивания южного сорго с урожайностью +45 тонн

Урожай будущего на картах тепла

Ученые из Новгородского государственного университета (НовГУ) и Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра Российской академии наук разработали методику для создания цифровых карт, предсказывающих потенциальную урожайность теплолюбивых сорговых культур, а также прогнозирования этой урожайности к 2030 году. Эти данные были опубликованы в Минобрнауки РФ.

Первые испытания разработанного метода были проведены в Новгородской области, где были выявлены участки с повышенным тепловым обеспечением. Эти зоны, как оказалось, находятся в прибрежных районах Приильменской низменности. Предполагается, что в таких условиях теплолюбивые сорговые культуры будут хорошо развиваться и дадут значительный урожай.

"Результаты первого применения были продемонстрированы на Новгородской области: были обнаружены зоны повышенной теплообеспеченности, расположенные в прибрежной области Приильменской низменности. Теплолюбивым сорговым культурам там будет комфортно, и они дадут большой урожай. Ученые отмечают, что при замене в этой зоне традиционных вико-овсяных и вико-гороховых смесей на сорговые культуры прибавка урожая зеленой массы может составить от 30 до 45 тонн на гектар. Автором НовГУ выступил доцент кафедры геоэкологии и лесоустройства Иван Смирнов", - отмечается в сообщении.

В условиях Нечерноземной зоны России глобальное потепление способствует увеличению теплообеспеченности земель, используемых в сельском хозяйстве. В частности, за последние десятилетия в Новгородской области наблюдается рост сумм активных среднесуточных температур воздуха. Этот показатель, представляющий собой общее количество тепла, необходимое для полноценного роста и развития растений (рассчитывается как сумма среднесуточных температур воздуха выше 10 градусов Цельсия за вегетационный период), в настоящее время колеблется в пределах 1940-2660 градусов Цельсия. Увеличение данного показателя приводит к удлинению вегетационного периода и открывает возможности для внедрения в регионе теплолюбивых сельскохозяйственных культур, которые отличаются более высокой урожайностью и устойчивостью к засухам.

Сорговые культуры рассматриваются как перспективные кормовые растения для возделывания в Западной Европе. Для их успешного выращивания требуется сумма активных температур воздуха в диапазоне от 2500 до 3000 градусов Цельсия за весь вегетационный период. Нижняя граница этого показателя (2500 градусов Цельсия) уже достигнута в Новгородской области, где верхний предел составляет 2660 градусов Цельсия. Это стало причиной того, что в 2016 году на территории региона впервые были посеяны семена таких сорговых культур, как суданская трава линии "Землячка", сорго-суданковый гибрид "Навигатор" и многолетнее сорго "Караван".

"Перспективными для интродукции кормовыми культурами в Западной Европе являются сорговые культуры. Для их выращивания необходима сумма активной температуры воздуха в интервале от 2 500 до 3 000 градусов Цельсия за вегетационный период. Нижняя граница САТ воздуха уже достигнута верхним пределом в Новгородской области - 2 660 градусов Цельсия. Поэтому в 2016 году на территории региона впервые были посеяны семена сорговых культур: суданской травы линии “Землячка”, сорго-суданкового гибрида “Навигатор”, многолетнего сорго “Караван”. В условиях Новгородской области урожайность зеленой массы суданской травы “Землячка” и сорго-суданкового гибрида “Навигатор” в фазу выметывания составила 58 и 68 тонн на гектар соответственно. Для сравнения, урожайность традиционных для Новгородской области однолетних кормовых культур - вико-овсяных и горохо-овсяных смесей - составляет 15−25 тонн на гектар", - отметил Иван Смирнов.

Иван Смирнов уточнил, что исследователи установили явную зависимость урожайности от теплового обеспечения в первой половине вегетационного периода, с мая по июнь. Исследование показало, что увеличение суммы активной температуры на каждые 100 градусов Цельсия приводит к повышению урожайности на 12 тонн с гектара. Основной задачей дальнейшего исследования стала разработка алгоритма, который бы позволил выбирать наиболее теплые участки для посадки сорговых культур с целью достижения максимальной урожайности.

В процессе создания алгоритма были использованы данные многолетних тепловых съемок из космоса, а также экспериментальные данные, полученные на полях Новгородского национального исследовательского института сельского хозяйства.

Суть предложенной методики заключается в принципиальном подходе к прогнозированию урожайности. Традиционно урожайность культур предсказывают, опираясь на статистические данные о температуре воздуха, измеряемой на высоте двух метров над поверхностью почвы. Новой и важной особенностью является использование температуры подстилающей поверхности вместо температуры воздуха. Температура подстилающей поверхности - это показатель температуры как поверхности суши (почвы), так и поверхности водоемов (таких как океаны, моря или озера). Эта поверхность, нагреваясь под воздействием солнечных лучей, передает тепло в нижележащие слои и в воздух.

Для подтверждения эффективности нового подхода был проведен анализ, сравнивающий температуру воздуха на новгородской метеостанции с температурой подстилающей поверхности на опытных полях. Этот анализ подтвердил высокую статистически значимую корреляцию между данными космической съемки и фактическими метеорологическими условиями. Конечным результатом применения алгоритма стали цифровые карты, показывающие потенциальную урожайность сорговых культур, а также прогноз их урожайности на 2030 год. Об этом сообщает издание ТАСС Наука.

Анализ теплообеспеченности сельскохозяйственных угодий Новгородской области выявил, что земли с высокими показателями суммы активных температур подстилающей поверхности расположены в прибрежной части Приильменской низменности. Уровень теплового обеспечения менялся из года в год в зависимости от погодных условий, однако в приозерных районах неизменно отмечался более высокий уровень тепла по сравнению с остальной территорией.