Розроблена система вимірювання температури ґрунту «ТермоСенсор» є цілорічною. Термосенсор оснащений цифровими датчиками DS18B20 з точністю вимірювань +/-0,5°C в діапазоні від -55 до +125°C. Датчики розташовані через кожні 10 см (5 см) по вертикалі, з можливістю вимірювати температуру на глибинах від 0 до 120 см. Встановлені також датчики для вимірювання температури поверхні ґрунту (0 см). Вимірювання здійснюються з інтервалом 30 хвилин, що забезпечує 48 вимірювань на добу при споживанні енергії менше 0,5 Вт/добу. Дані передаються через GSM-мережу на веб-сайт у реальному часі, де доступні графіки температур для різних глибин та можливість збереження даних для подальшого аналізу.
Така система дозволяє проводити спостереження не тільки в теплу пору року, а й узимку. Це дає можливість відслідковувати зміни термічного режиму ґрунту в різних природних зонах, за різних форм рельєфу, що є особливо важливим для оцінки стану озимих культур та прогнозування їх розвитку в холодний сезон.
Зима є одним з важливих періодів для сільського господарства, який значно впливає на стан ґрунту та стан озимих культур. Одним із найважливіших факторів у цей сезон є глибина промерзання ґрунту, що визначається поєднанням температурного режиму, товщини снігового покриву та погодних особливостей конкретного року. У січні 2024 року у досліджуваному регіоні (зона Лісостепу) спостерігалося промерзання ґрунту, що дозволило провести моніторинг динаміки термічного режиму на різних глибинах і виявити особливості впливу зимових морозів на ґрунтові горизонти. Для порівняння, у січні 2025 року від’ємні температури спостерігалися лише на активній поверхні (0 см), що призвело до іншого температурного профілю ґрунту. Дані про термічний стан ґрунту на різній глибині в один і той же день (для прикладу обране 8 січня) двох контрастних років (2024 та 2025) демонструють значні відмінності на поверхні, спричинені різними погодними умовами (табл. 1).
Таблиця 1. Різноглибинна температура ґрунту на рівнинній території
У січні 2024 року, за даними систематичних спостережень, глибина промерзання ґрунту плакорної експозиції досягала 20 см. У січні 2025 року, на тій же локації, глибинного промерзання зафіксовано не було. Шари нижче 30 см практично не піддавалися значним температурним коливанням навіть у 2024 році завдяки наявності снігового покриву. Температура нижче 50 см демонструє мінімальні відмінності між двома роками. На глибині від 80 до 120 см, у зимовий період, практично немає температурних коливань, незалежно від погодних умов.
У січні 2024 року спостерігалася зміна погодних умов, яка стає вже характерною для помірно-континентального клімату. Так, 19 січня опади (дощ), що випали, призвели до практично повного танення снігового покриву, а температура на поверхні ґрунту досягала позитивних значень. Це створило короткочасні умови для надходження вологи в горизонти до 10 см, оскільки ґрунт нижче цієї глибини залишався замерзлим. 20 січня був різкий температурний спад і опади у вигляді снігу. На активній поверхні (0 см) сформувався новий сніговий покрив, а температури опустилися нижче за нуль. Ці контрастні погодні явища відбилися на термічному стані ґрунту, на процесах теплообміну між поверхневими та глибинними шарами, можливо, і на стані культури (рис.1).
Рис.1. Контрастні погодні умови та стан озимих культур
Для озимих культур різкі коливання температур і зміни погодних умов створюють потенційні ризики. Так, 19 січня 2024 року позитивні температури повітря (+3,9оС) та дощ сприяли проникненню вологи у верхні горизонти ґрунту (до глибини промерзання), що забезпечило накопичення доступної води в зоні ризосфери. Уже 20 січня новий шар снігу виконав функцію термоізолятора, захистивши озимі культури від зниження температури повітря (-2,5оС). При цьому різке похолодання могло створити стрес для рослин, особливо якби їхній фізіологічний стан було б порушено тривалим потеплінням (ризик передчасного відновлення вегетації). Однак за наявності стабільного снігового покриву ризик вимерзання суттєво знижується.
У січні 2025 року м'які температури та відсутність промерзання ґрунту на глибину створювали не типові умови для зимівлі озимих культур. Вузол кущіння і коренева система не зазнавали значних від’ємних температур, що, ймовірно, може свідчити про часткове порушення природного стану спокою рослин через незвичні зимові умови.
Порівняння цих двох періодів дозволяє зрозуміти, як зимові умови різної інтенсивності впливають на гідротермічний режим ґрунту, стійкість кореневої системи озимих культур та можливі ризики вимерзання.
Важливо зазначити, що зміни кліматичних умов, такі як зниження глибини промерзання ґрунту та зміна структури снігового покриву, мають значний вплив на агроекосистеми. Сніговий покрив виконує роль природного утеплювача, захищаючи кореневу систему озимих культур від різких температурних коливань. Зміна щільності, висоти та стабільності снігового покриву потребує аналізу його здатності запобігати вимерзанню рослин, особливо за умов несподіваних зимових відлиг із подальшими морозами.
Моніторинг ключових параметрів, таких як глибина промерзання та структура снігового покриву, дозволяє своєчасно оцінювати стан озимих культур та впроваджувати адаптивні заходи. Такі заходи включають оптимізацію термінів посіву, підбір сортів із високою морозостійкістю, а також впровадження агротехнічних прийомів щодо збереження снігового покриву. Аналіз даних допомагає проводити комплексну оцінку стану озимих культур, виявляти фактори, що впливають на їхній фізіологічний стан, та оцінювати потенційні ризики, пов'язані зі зміною погодних умов, такими як зимові відлиги чи різке похолодання. Крім того, регулярний моніторинг дозволяє аграріям вносити корективи у технології вирощування, спрямовані на забезпечення стабільності врожаїв в умовах змінного клімату.
Олена ТРОЦЕНКО, директор «Скай Ай»
