У нашому дослідженні особливу увагу приділено спостереженням на ділянках з різними формами рельєфу та експозицією схилів, що важливо, оскільки аграрна діяльність ведеться не лише на рівнинних територіях. Ми спостерігаємо, що початок короткочасних заморозків на поверхні ґрунту варіюється в залежності від орієнтації схилу: на північних схилах вони починаються раніше і більш тривалі, тоді як на південних схилах заморозки наступають пізніше і можуть мати менш виражений характер.
Для аграріїв ці відмінності мають практичне значення, оскільки схили з різною експозицією прогріваються та охолоджуються по-різному, що впливає на глибину та інтенсивність промерзання ґрунту, а також на здатність утримувати вологу. Розуміння цих відмінностей дозволяє користувачам оптимально планувати розміщення культур, особливо зимуючих та багаторічних, а також передбачати агротехнічні заходи, необхідні для успішного проходження зимового періоду.
В рамках наукових досліджень проводимо стаціонарні спостереження на чотирьох ділянках, що представляють різні елементи рельєфу та мікрокліматичні умови: на рівнинній території, на схилах північно-західної та південно-східної експозиції однієї балки, а також її дні. Ці ділянки розташовані на ґрунтах опідзоленого ряду, що дозволяє детально вивчати вплив рельєфу та експозиції на їх термічні та мікрокліматичні процеси.
Дослідження проводиться за допомогою сучасних термосенсорів, встановлених на зазначених локаціях з весни 2023 року. Термодатчики DS18B20 забезпечують безперервний моніторинг температури ґрунту в 30 хвилинних інтервалах, на глибині до 120 см з кроком 10 см, а також фіксують показники на його поверхні. Така деталізована система вимірювань дозволяє отримувати дані (з точністю +/- 0,5оС) про температурні коливання в різних шарах ґрунту, забезпечуючи високий рівень достовірності для подальшого аналізу та оцінки сезонних змін.
Перші від’ємні температури на поверхні ґрунту в нічний час починають фіксуватися з другої декади жовтня, при цьому за територіями спостерігаються такі відмінності, які наведені в табл. 1.
Таблиця 1. Температурні параметри поверхні ґрунту у досліджуваний період
(систематизовані спостереження 2023 року)
Етап сезонного охолодження найбільш яскраво виражений у листопаді, коли спостерігається тривале зниження температури ґрунту, що свідчить про її підготовку до зимового періоду. Цього місяця поверхня ґрунту ще не вкрита снігом, що надає додатковий вплив на температурний режим. Відсутність снігового покриву посилює вплив нічних заморозків, що важливо для прогнозування початку глибокого промерзання та зимової динаміки температури, табл. 2.
Таблиця 2. Тривалість періодів заморозків та від’ємних температур на поверхні ґрунту в листопаді 2023 року
Для аграріїв знання температурних змін у листопаді дозволяє краще підготуватися до зимового періоду. Заморозки, що переходять у відлигу, можуть спричинити пошкодження кореневої системи та надземних частин рослин, що підвищує їхню вразливість до зимових холодів.
Поверхня ґрунту (0 см) найбільш схильна до температурних коливань, тому інформація про динаміку температури в більш глибоких шарах набуває особливої значущості. Глибина до 10 см - важливий шар з метою оцінки початкового охолодження, оскільки тут розташовані кореневі зони більшості озимих культур. Як видно з таблиці 3, на глибині 10 см температура стабілізується, дозволяючи оцінити, як початкове охолодження відбивається на зоні коріння. У діапазоні 10-30 см температура коливається з меншою інтенсивністю, повільніше реагуючи на зміни на поверхні, а ще глибше, від 30 до 120 см, накопичене тепло зберігається довше, що дозволяє ґрунту остигати поступово.
Таблиця 3. Середньодобові температури ґрунту по глибинам в різні дні листопада на різних територіях дослідження
Дані таблиці 3 показують середньодобові температури ґрунту на різних глибинах рівнинної території в ті ж дні, що зафіксовані на фотографіях озимих культур (рис. 1). Для порівняння, таблиця 3 також містить температури ґрунту на інших формах рельєфу.
Для наочної демонстрації стану озимих культур у листопаді було обрано чотири дні з умовами погоди які динамічно змінювались (рис. 1) і, відповідно, змінювались температури ґрунту (табл. 3).
 |
 |
|
| 18.11.2023 | 20.11.2023 | |
 |
 |
|
| 24.11.2023 | 26.11.2023 |
Рис. 1 Стан озимих культур на рівнинній території
На фотографіях видно, що озимі культури зберігають стабільний стан, незважаючи на коливання температури та періодичну появу снігового покриву. Це підтверджує їх стійкість до короткочасних заморозків та змін у температурі ґрунту, що є важливим показником для успішної зимівлі рослин. Спостереження показують, що навіть за погодних умов, які змінюються, рослини залишаються в стабільному стані, демонструючи здатність адаптуватися до динамічних листопадових умов.
Таким чином, використання термосенсорів є інструментом для прийняття обґрунтованих рішень щодо догляду за культурами та управління ґрунтовим середовищем у періоди коливання температури, особливо в осінньо-зимовий період, оскільки:
1. Вимірювання температури на поверхні та глибинах дозволяє прогнозувати можливий вплив ранніх заморозків на рослини.
2. Температура на активній поверхні (0 см) і глибині, де розташовуються корені озимих культур, показує, що в листопаді починається її поступове зниження, але грунт ще зберігає позитивні температури.
3. Ґрунт на рівнині та на схилах з різною експозицією має різні температурні характеристики. Схили з північно-західною експозицією охолоджуються швидше, ніж південно-східні, що особливо помітно на глибині до 30 см. Це підтверджує необхідність враховувати експозицію під час планування аграрних заходів, оскільки вона впливає на інтенсивність охолодження ґрунту.
Олена ТРОЦЕНКО, директорка «Скай Ай»
