Континентальный климат и садоводство - Владимир Николаевич Меженский
Часть спектра солнечной радиации, находящаяся в интервале длин волн 0,38-0,71 мкм называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР), которая используется в процессе фотосинтеза и является одним из важнейших факторов продуктивности сельскохозяйственных растений. Правильное представление о ФАР, учёт её распределения по территории и во времени имеет большое значение для получения высоких урожаев. Обычно коэффициент использования растениями солнечной энергии составляет 1-3%. Установлено, что для фотосинтеза необходима интенсивность солнечной радиации, превышающая определённое значение, ниже которого расход органических веществ на дыхание будет больше, чем их образование в процессе фотосинтеза. В дневное время поступления ФАР обычно превышает это значение, но в насаждениях, а также в теплицах в пасмурные дни интенсивность ФАР бывает недостаточной. Особенно это проявляется в густых насаждениях и в крупногабаритных кронах, что приводит к снижению фотосинтеза и к уменьшению продуктивности садов.
Земля и атмосфера, воспринимая солнечную радиацию, поглощают и отражают её, обмениваясь энергетическими потоками. Коротковолновую радиацию Солнца атмосфера в значительной степени пропускает, а излучение земной поверхности ослабляет, поглощая её водяным паром и углекислым газом, содержащимися в воздухе. Это свойство атмосферы называется оранжерейным эффектом, поскольку она действует подобно стёклам в теплицах: хорошо пропускает солнечные лучи, нагревающие почву и растения, но плохо выпускает во внешнее пространство тепловое излучение нагревшейся почвы. Если поступление радиации больше расхода, то радиационный баланс положителен и деятельный слой земли нагревается. При отрицательном радиационном балансе этот слой охлаждается. В тёплое время года радиационный баланс днём положителен. Примерно за 1 -2 ч до захода солнца он становится отрицательным, а утром снова делается положительным — в среднем через 1 ч после восхода солнца.
Поступление прямой радиации на земную поверхность зависит от угла падения солнечных лучей. Максимум энергии приходит к поверхности, если лучи падают на неё под углом 90°. С уменьшением угла падения на единицу поверхности количество радиации уменьшается. Если земная поверхность негоризонтальна, как это большей частью и бывает в природе, то угол падения солнечных лучей на такую поверхность зависит уже не только от высоты солнца, но и от наклона поверхности и от её ориентировки (экспозиции) по странам света. Склон крутизной 10°, обращённый к северу, в полдень получает вдвое меньшее количество прямой радиации, чем южный склон такой же крутизны. В первом случае оно составляет лишь 67%, а во втором уже 128% поступления радиации на горизонтальную поверхность. Количество солнечной радиации, получаемой северными и южными склонами, значительно различается и в течение всего года, что влияет на выбор месторасположения растений.
Температура
Для процессов, происходящих в атмосфере, источником энергии является солнечное излучение. Поступающее на поверхность Земли количество энергии в виде солнечного излучения (радиационный баланс) превращается на ней в тепловую энергию и после выравнивания теплового режима используется для нагревания почвы, воды и воздуха, а также для поддержания испарения.
В растительных организмах фотосинтез, дыхание, транспирация, усвоение питательных веществ почвы и другие физиологические процессы осуществляются лишь в определённом диапазоне температур. Существуют температурные пределы жизнедеятельности растений — биологический минимум и биологический максимум. Между ними находится зона оптимальных температур, при которых развитие растений и формирование урожая протекают наиболее интенсивно. Эти температурные характеристики у различных растений неодинаковы. С повышением температуры скорость развития растений увеличивается пропорционально возрастанию температуры, но только до определённых её значений. При дальнейшем её повышении скорость развития растений замедляется, а затем наступает их угнетение и гибель.
Для нормального роста и развития растениям нужен не только безморозный период определённой продолжительности, но также и соответствующий ритм температуры в течение вегетационного периода. Это подтверждает, например, оранжерейная культура персика, для успешного роста и плодоношения которого температуру воздуха во время цветения приходится снижать на 4-7 °C, а во время образования косточки — на 2-3 °C по сравнению с температурой предшествующей фазы развития. Плодовые культуры в различные фазы вегетации требуют неодинакового температурного режима. Например, вегетация яблони начинается при суточной температуре около 8-10 °C, а рост корней происходит и при 0-2 °C. Плодовые деревья умеренного климата, если им не обеспечить определённого периода сниженных температур, при выращивании в комнатных в условиях плохо развиваются.
По требовательности к теплу плодовые растения можно расположить в следующем возрастающем порядке: северная зона — рябина, черёмуха, сибирская яблоня, ягодные культуры; средняя зона — яблоня, вишня, слива, груша; южная зона — черешня, айва, абрикос, грецкий орех, пекан, фундук, миндаль, персик, гранат, инжир.
Температура воздуха и почвы является важным фактором для развития растений. Она вместе с солнечным излучением, осадками и испарением обусловливает географическое размещение растений и определяет возможности садоводства. Для садовода представляют интерес средняя температура года, сезонная и суточная динамика температуры воздуха. Поскольку поступление солнечной радиации неодинаково в течение суток и года, то температуры воздуха и почвы тоже изменяются — и иногда в очень широких пределах. Для оценки агроклиматических ресурсов используют также значения абсолютных минимумов температур воздуха, а также процент зим с температурами, достигающими определённого минимума.
Суточный ход температуры воздуха обусловлен суточным ходом температуры деятельного слоя. Минимальная температура воздуха на высоте 2 м наблюдается перед восходом солнца, а максимальная температура отмечается через два–три часа после полудня. Суточный ход температуры воздуха нередко нарушается вторжениями тёплых и холодных воздушных масс. Например, если вторжение холодного воздуха произошло днём, то температура воздуха в дневные часы может стать ниже, чем в предыдущую ночь. В сельскохозяйственном отношении очень важно то обстоятельство, что с величиной суточных колебаний температуры воздуха тесно связана его относительная влажность. Поэтому летние дни на суше с большими колебаниями суточной температуры характеризуются повышенной потребностью растений в воде. Кроме того, при больших суточных колебаниях температуры в переходные времена года усиливается опасность поздних весенних и ранних осенних заморозков.
Годовой ход температуры воздуха в основном определяется годовым ходом температуры подстилающей поверхности. Для континентального климата умеренных широт с чётко выраженными четырьмя временами года характерен годовой ход температуры воздуха с максимумом примерно в течение месяца после наивысшего стояния солнца и с минимумом также около месяца после самого низкого его стояния. Поэтому июль имеет наивысшую, а январь — наименьшую среднемесячную температуру воздуха. Атлантический океан оказывает влияние
