Континентальный климат и садоводство

Данные об изменениях температуры почвы на глубинах в течение года имеют большое практическое значение. Например, для прокладки водопроводных или дренажных труб на садовом участке надо знать, до какой глубины в данной местности промерзает грунт. При закладке труб на расстояние менее глубины промерзания вода в трубах замёрзнет, а при закладке труб на глубину, значительно большую, чем это необходимо, увеличатся непроизводительные затраты на земляные работы.

Снег защищает почву от охлаждения, так как теплопроводность снега очень мала. Глубина промерзания почвы уменьшается с увеличением высоты снежного покрова. Защитное действие снега важно для успешной перезимовки земляники, плодовых кустарников и деревьев. Температура почвы на глубине 3 см в зависимости от высоты снежного покрова при прочих равных условиях изменяется в больших пределах. Разность температур воздуха и почвы на этой глубине увеличивается примерно на 1 °C на каждый сантиметр высоты снежного покрова (до высоты 10 см). При большей высоте снега эта разность уменьшается, составляя, например, при высоте снежного покрова 25 см 0,6 °C, а при 50 см — 0,3 °C.

Представление об общем количестве тепла за год (вегетационный период, сезон, месяц), а также о годовом и суточном изменении температуры воздуха дают средняя суточная, средняя месячная и средняя годовая температуры. Для садоводства особо важны не средние показатели суточного и годового хода температуры, а сведения о минимальной и максимальной температурах в отдельные периоды и их амплитуде. Например, зная минимальную температуру в отдельные месяцы, можно судить об условиях перезимовки плодовых деревьев, о сроках окончания заморозков весной и начала их осенью. Данные о максимальной температуре зимой показывают частоту оттепелей, их интенсивность, а летом характеризуют число дней, когда растения угнетены жарой. Амплитуда суточного и годового хода температуры характеризует степень континентальности климата.

Обеспеченность растений теплом в период вегетации определяют по сумме активных температур, составленной из средних суточных температур выше 10 °C и сумме эффективных температур, вычисленной суммированием средних суточных температур, отсчитанных от биологического минимума, при котором развиваются растения данной культуры. Обычно для плодовых культур за биологический минимум принимают 10 °C, поэтому при подсчёте сумм эффективных температур выше 10 °C(П> 10) от средней суточной температуры за каждый день отнимают 10 °C и остатки суммируют. Ряд исследователей за биологический минимум принимают 5 °C.

В табл.1 указана потребность плодовых культур в теплообеспеченности. Сорта, культивируемые в более северных районах, способны успешно развиваться и плодоносить в условиях с несколько меньшими показателями, чем приведённые в таблице.

Таблица 1. Минимум сумм активных температур выше 10 °С и количества дней со среднесуточной температурой воздуха выше 15 °С, необходимых для плодовых культур

Культура	Сумма температур	Количество дней
Яблоня (летние сорта)	(1200)1800-2000	70-80
Яблоня (осенние сорта)	2200-2400	80-100
Груша (летние сорта)	2200-2400	80-90
Вишня	2200-2400	80-90
Яблоня (зимние сорта)	2400-2600	100-110
Груша (осенние сорта)	2400-2600	90-100
Слива	2400-2800	80-100
Черешня	2600-2800	100-115
Груша (зимние сорта)	2600-3000	110-115
Абрикос	2800-3000	100-115
Персик	3200-3400	115-120

С помощью сумм эффективных температур воздуха рассчитывают сроки наступления фаз развития, например, начало цветения, что важно при подготовке к защите садов от заморозков или от болезней и вредителей. Тем не менее не наблюдается строгой корреляции между суммой температур и наступлением основных фаз. По годам минимальная и максимальная температуры в начале вегетации могут различаться в два–четыре раза, а в конце вегетации на 10-20%. Сумма эффективных температур характеризует различия теплообеспеченности данного года от среднемноголетней, характерной для конкретной местности. По ней с учётом продолжительности вегетационного периода, можно с некоторой погрешностью определить пригодность данной культуры и сорта для конкретных условий.

Для нужд сельского хозяйства важна обеспеченность вегетационного периода не только теплом, но и влагой. Поэтому оценку климатических условий проводят с использованием гидротермического коэффициента — показателя отношения месячного количества осадков к сумме температур за тот же месяц с коэффициентом 0,1. Благоприятные условия для плодоводства складываются там, где гидротермический коэффициент составляет 1,1-1,4. При большем значении гидротермического коэффициента растения страдают от избытка влаги, а при меньшем — нуждаются в поливе.

С удалением от Атлантики с запада на восток возрастает континентальность климата. При этом из–за низких зимних температур сокращается вегетационный период, так как необходимые для развития растений минимальные температуры весной устанавливаются позднее, а осенью сменяются низкими температурами раньше. Хотя вследствие более сильного нагревания суши летом сумма температур частично компенсирует сокращение вегетационного периода.

Для плодовых культур недостатком теплового режима в континентальных районах в период вегетации являются перепады температур, приводящие к оттепелям и заморозкам, из–за которых гибнет урожай. Особенно сильный вред причиняют резкие понижения температуры воздуха в зимнее время, тем более если эти понижения продолжительны и сопровождаются сухими и сильными ветрами. Чем чаще наблюдаются в какой–либо местности абсолютные минимумы температур воздуха, тем менее пригодна эта местность для выращивания плодовых культур. Количество безморозных дней в году и частота появления абсолютных минимумов температур воздуха увеличивается в Восточной Европе с юго–запада на северо–восток, а в Сибири — на восток, ограничивая распространение недостаточно морозостойких сортов и культур.

Вода

Вода в атмосфере и почве входит в число важнейших природных ресурсов, необходимых для человечества. Значительная часть солнечной радиации, приходящая на земную поверхность, расходуется на испарение воды. Скорость испарения с поверхности почвы зависит от её температуры, а также от влажности воздуха, скорости ветра, содержания воды в почве, её физических свойств, состояния поверхности, наличия растительности. Влажные и тёмные почвы испаряют больше влаги, чем сухие и светлые. Растительность, затеняя почву от солнечных лучей послабляя перемешивание воздуха, значительно уменьшает скорость испарения с поверхности почвы. Скорость испарения воды растениями — транспирация — определяется в основном теми же факторами, что и скорость испарения с поверхности почвы, но благодаря своим регулирующим системам растения могут экономить воду, уменьшая транспирацию. Однако общий расход воды на транспирацию очень велик. На образование 1 кг сухого вещества растения тратят от 300 до 800 кг воды. Сами растения, да и человек, в значительной мере состоят из воды, и их жизненные процессы протекают в водной среде.

Испарившаяся вода затем конденсируется в высоких слоях атмосферы и возвращается на землю в виде осадков. В кругообороте воды в северном полушарии на сушу выпадает в среднем за год 630 мм осадков, из которых 410 мм через транспирацию и испарение снова уходит в атмосферу, а 220 мм стекает в море. Максимум осадков приходится на лето, минимум — на зиму. Годовые суммы осадков на востоке Европы убывают с северо–западного балтийского региона (650-700 мм) до юго–восточного прикаспийского региона (250-300 мм). При этом колебания годовых сумм осадков весьма значительны. Максимальные годовые суммы осадков превышают минимальные суммы в два–три раза и более. Сумма осадков на нашем континенте уменьшается по мере удаления от побережья в глубь материка. Это уменьшение особенно заметно зимой, когда в глубине Евразии под влиянием восточносибирского района холода с высоким давлением наблюдается резкое уменьшение осадков, в то время как на Атлантическом и Тихоокеанском побережьях под воздействием области низкого давления выпадает основная часть годового количества осадков. Как и в случае с температурой, вследствие общей циркуляции атмосферы морское влияние Атлантики проникает в глубь континента дальше, чем влияние Тихого океана. Летом, особенно во второй половине вегетационного периода, соотношение выпавших осадков ровнее, но в глубине континента по сравнению с побережьем их также меньше.

Влажность воздуха, т. е. содержание в воздухе водяного пара, обычно выражают давлением пара (упругостью пара), которое измеряется величиной парциального давления водяного пара в миллиметрах ртутного столба (в гектопаскалях) или реже — через абсолютную влажность, измеряемую в граммах водяного пара в 1 м³ воздуха. Для садоводов важно знать относительную влажность воздуха, т. е. фактическое содержание водяного пара, выраженное в % к максимально возможному содержанию при данной температуре воздуха. Вместе с содержанием воды в почве и количеством осадков она помогает судить о состоянии водного режима растений, оценивать благоприятность условий их произрастания в засушливых районах. При этом необходимо иметь в виду, что относительная влажность воздуха (вследствие зависимости от максимально возможного содержания водяного пара в воздухе и тем самым от его температуры) не представляет собой единственно бесспорный показатель интенсивности испарения. Низкая относительная влажность воздуха при высокой температуре вызывает больший расход воды, чем при более низкой температуре. Величина вертикального обмена масс воздуха также должна учитываться: она увеличивается с повышением скорости ветра.

В суточном ходе абсолютная влажность воздуха в умеренных широтах зимой следует за суточным ходом температуры воздуха. Летом отмечают два максимальных и два минимальных значения: максимумы — утром и вечером, минимумы — в моменты максимума и минимума температуры воздуха. Минимум в первой половине дня является следствием сильно выраженного вертикального обмена масс, благодаря которому сухой воздух из высоких слоёв попадает на поверхность почвы, тогда как влажные массы воздуха перемещаются вверх.