Тепло, еще теплее: о влиянии меняющегося климата на урожай в Волгоградской области рассказал ученый
Климатолог Анатолий Судаков рассуждает, готовы ли аграрии к новым природным вызовам, в том числе к более высоким температурам воздуха.
Волгоградская область – важный сельскохозяйственный регион России, который специализируется на производстве зерна, масличных культур и овощей. По данным многолетней статистики, она занимает четвёртое место по производству пшеницы, основной зерновой культуры России, после Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краёв. Вместе с тем всем известно, что наша область располагается в зоне рискованного земледелия. И самой главной опасностью, которая может оставить регион без урожая, является засуха, которая, к счастью, не каждый год захватывает обширные территории, но почти никогда не обходит хотя бы некоторые её районы стороной. Насколько вероятно повторение засушливых лет в условиях изменения современного климата? Давайте рассуждать.
Чем богаты
Волгоградская область располагается в Нижнем Поволжье на крайнем юго-востоке европейской части России, в низких широтах умеренного климатического пояса, на границе и частично в пределах полупустынь Прикаспийского региона. Однако основная часть её территории находится в зоне степей, а северо-запад области захватывает лесостепную зону. Богатством территории является обилие тепла и солнечного света. Средняя продолжительность солнечного сияния за год в окрестностях Волгограда составляет 2224 ч. Годовая сумма активных температур (выше +10 °C), при которых происходит основной рост растений и накопление ими биологической массы, то есть формирование урожая сельскохозяйственных культур, растёт в направлении с севера на юг с 2600 – 3100 ° С до 2900 –3600 °С. Это очень важный климатический ресурс, при котором в идеальных условиях на хороших почвах при правильной агротехнике максимальная урожайность пшеницы может приближаться к 90-100 ц/га. Продолжительность безморозного периода также растёт в направлении на юго-восток в среднем от 150 до 170 дней. Причём постепенно этот период увеличивается в связи с эффектом глобального потепления, который дал за последние 60 лет прибавку в 2 °С к средней годовой температуре в Нижнем Поволжье. Зафиксированы годы, в которые он значительно превышал 200 дней.
На северо-западе в пределы Волгоградской области заходят обыкновенные и южные чернозёмные почвы, они на левобережье р. Медведицы сменяются каштановыми, которые становятся всё более светлыми и менее плодородными к юго-востоку. Но при условии внесения в них достаточного количества органических и минеральных удобрений их плодородие можно приблизить к показателям чернозёма. В целом почвенный потенциал области расценивается как высокий. Общая площадь пашни составляет 58 тыс. км2, или 51% территории нашего административного региона, в котором производство пшеничного зерна является основной отраслью специализации в растениеводстве.
Напоить кормилицу-землю!
Главной проблемой растениеводства в нашей области является дефицит почвенного увлажнения, который не позволяет в полной мере использовать ресурсы тепла и плодородия почв. Общая засушливость климата измеряется коэффициентом увлажнения от нуля до единицы. Он вычисляется путём деления выпавшего количества осадков к тому их количеству, которое может испариться в данном ландшафте. Этот коэффициент меняется в юго-восточном направлении в среднем от 0,85 на границе с Воронежской областью до 0,35 на границе с Казахстаном. Указанные цифровые значения являются географической нормой. Но кто сказал, что с таким положением дел нужно мириться? Для повышения плодородия почв в нашем регионе издавна, ещё с конца XIX в., применяется мелиорация – комплекс научно-обоснованных мероприятий по долговременному улучшению агротехнических условий производства.
Первый российский мелиоратор-практик, помещик Области войска Донского Александр Михайлович Жеребцов впервые в Российской империи на территории нынешней Волгоградской области создал опытно-мелиоративную станцию, устроил 47 прудов-накопителей, создал Дудачинскую оросительную систему и получал втрое больший урожай на орошаемых землях, чем другие помещики выращивали на богаре. В советский период в Волгоградской области велось широкое мелиоративное строительство. В 1965 г. было уже 52,1 тыс. га земель с оросительной сетью. В настоящее время протяжённость оросительных каналов в ней составляет 1300 км. К сожалению, износ капитальных сооружений советских оросительных систем очень большой, но постепенно они приводятся в порядок. При этом с 2014 г. ежегодно вводится в оборот не менее 6 тыс. га орошаемых земель, то есть больше 60 км2. К началу нынешнего года общая площадь земель под орошением почти достигла 80 тыс. га, т.е. 800 км2. Впрочем, это лишь 1,4% площади сельскохозяйственных угодий области. Так что работы у мелиораторов ещё непочатый край.
Серебряный век для аграриев региона
Около десяти лет назад в европейско-атлантическом секторе Евразии началась меридиональная фаза атмосферной циркуляции – первая из двух фаз внутривекового климатического цикла Брикнера. Она будет продолжаться до середины текущего века. Особенностью этой фазы является увеличение количества осадков и их повторяемости, а также смягчение контрастов погоды, столь характерных для Нижнего Поволжья. В предыдущую зональную фазу в летний период над Русской равниной обычно формировались обширные блокирующие антициклоны, которые препятствовали выходу в Нижнее Поволжье атлантических воздушных масс. Это приводило к длительным периодам бездождья. А если в промежутки между более ранним и более поздним антициклоном океанический воздух и прорывался в наши края, то это приводило к катастрофическим ливням, которые могли оказаться для аграриев несвоевременными и к тому же вызывали активную водную эрозию и плоскостной смыв почвенного слоя с полей в низины и овраги. Сейчас абсолютно преобладает погода фронтального типа, для которой характерны регулярные кратковременные летние ливни местного характера. Количество измеренных осадков, то есть тех, которые попадают в мерное ведро метеоролога, увеличилось на широте Волгограда с 330-370 мм в год до 400-450 мм и больше. Ну а величина реальных осадков для нашего города выше измеренных на 36%.
В нынешнюю южную меридиональную фазу атмосферной циркуляции коэффициент увлажнения в чернозёмных районах нашей области приближается к 0,9, а на территории распространения каштановых почв к 0,7-0,8. Это достаточно хороший показатель для зернопроизводства. Конечно, урожай зависит не только от погоды, но и от качества семян, правильных севооборотов, технологии обработки почвы, количества удобрений. Но в целом для него нужны два условия: квалифицированный труд и благоприятная погода. Сейчас наступил серебряный век для аграриев региона. Погодные условия стали почти идеальны для получения высоких урожаев. И волгоградский каравай становится год от года всё весомее. Если в предыдущую зональную фазу атмосферной циркуляции в оптимальные годы урожайность могла достигать 20 ц/га, то в 2022 г. в силу исключительно благоприятных погодных условий она достигла 32,4 ц/га, что является абсолютным рекордом за всю историю земледелия в нашей области.
Коварный враг урожая
Поскольку внутривековой климатический оптимум по моим подсчётам будет продолжаться до середины 50-х – начала 60-х гг., вопрос о расширении орошаемого клина на первый взгляд стоит не так уж и остро. Тем более что на поливе в нашей области выращивают всё-таки овощи, а не пшеницу. Но нельзя забывать, что Нижнее Поволжье в любую фазу климатического цикла остаётся территорией рискованного земледелия, поскольку коварный враг урожая – засуха – может прийти в любой год.
На первый взгляд логично предположить, что с увеличением количества осадков это бедствие перестанет быть событием высокого риска. Но статистика говорит, что и период меридиональной фазы засухи не происходят реже, хотя по охвату территории они становятся значительно менее масштабными. В нашей области засухи наблюдались в 2015, 2018, 2019, 2020, 2021 гг. В ряде муниципальных районов она наблюдалась два и даже три года подряд. И хотя они не охватывали всю территорию области, убытки от них были существенные.
Несмотря на благоприятное изменение климата в южную меридиональную фазу цикла Брикнера, засухи в Нижнем Поволжье никуда не исчезнут, хотя станут более локальными. Конечно, такая ситуация, какая была в 2010 г., когда громадный блокирующий антициклон два месяца стоял над Русской равниной, в первой половине текущего века уже не повторится. Но риски для урожая на отдельных территориях области будут возникать каждый год. Поэтому вопрос об оросительной мелиорации с повестки дня снимать не следует. В первую очередь она необходима для земель под овощеводство и садоводство. А вот о выращивании пшеницы на поливных землях пока говорят всё меньше, поскольку и на богаре при современном изменении климата, нынешней агротехнике и местных районированных семенах урожаи становятся всё выше. Кроме того, в нынешних климатических условиях потери урожая от локальных засух компенсируются высокой урожайностью в целом.
Есть ещё один аргумент против орошения пашни – засоление земель, которое может возникать при неправильном поливе. Не всю пашню можно перевести с богара на орошение. Это зависит от типа почв, рельефа, грамотного проектирования оросительных систем и оптимального объёма и режима полива. Чтобы орошение не нанесло экологический вред, необходимо наличие естественного дренажа полей или устройство искусственных дренажных систем. Мировой опыт свидетельствует в пользу мелиорации там, где под эти мероприятия подводилась крепкая научная база, а сами они проводились по грамотному проекту и не кривыми руками. Да и не только мировой! Вспомним Александра Жеребцова.
Богар – хорошо, орошение – лучше!
Есть ещё одно обстоятельство, которое укрепляет позиции сторонников богарного зерноводства. Дело в том, что для зерновых культур опасны только те засухи, которые случаются в критические периоды развития растений, в частности когда они совпадают с формированием завязи, из которой формируется трубка колоса. Опасны зимние засухи при низких температурах, приводящие к вымерзанию озимых посевов. Для того чтобы засуха погубила урожай, нужно совпадение ряда неблагоприятных условий. Засуха бывает почвенной и атмосферной. При большом запасе снега, который в меридиональную фазу атмосферной циркуляции обычно выпадает в последние три-четыре декады астрономической зимы, запасы почвенной влаги достаточны, чтобы посевы пережили ранневесеннюю атмосферную засуху. А вот если запасов почвенной влаги немного, то атмосферные засухи весной и ранним летом могут для них оказаться фатальными.
Однако в наших краях нередко наблюдается очень опасное явление, которое может погубить урожай и при достаточном влагозапасе в почве. Это суховей, который возникает при выносе в период летней жары сухого воздуха из Центральной Азии при наличии ветра от 4-5 баллов по шкале Бофорта, то есть уже при умеренном и свежем ветре. В этой ситуации скорость испарения воды растением выше, чем его способность поднимать к листьям почвенную влагу, и посевы вянут и засыхают. Спасти урожай при суховее может дождевание. Но для них нужен оросительный канал, из которой дождевальная машина будет забирать воду.
Создание оросительных систем – дело не одного десятилетия. А уже через тридцать-сорок лет меридиональная фаза атмосферной циркуляции сменится зональной. И это произойдёт на фоне продолжающегося глобального потепления и повышения среднегодовой температуры региона на 1,5-2 °С по сравнению с нынешней. Климат в очередной раз резко изменится. Он станет чрезвычайно засушливым и жёстким. Такая летняя погода, какую мы наблюдали в аномально жарком 2010 г. станет климатической нормой. Во второй половине века производство пшеницы на богаре в Волгоградской области станет невозможным. И если мы думаем о будущих поколениях, то расслабляться с оросительной мелиорацией нам никак нельзя!
Анатолий Судаков
