XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВЫЯВЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ НЕТИПИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Бычкова В.А. 1

---

1МБОУ СОШ 50

Григорович М.А. 1

---

1МБОУ СОШ 50

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность исследования.

Происходящие на Уралеизмененияклимата, что называется, видны налицо. Наверное, можно считать глобальное потепление доказанным фактом. За последние 100-120 лет средние температуры зимних месяцев выросли в среднем на 1,3 градуса; уральские зимы стали теплее и многоснежней. Климат «пошел вразнос» – больше стало температурных контрастов, происходят изменения в живой природе – белые медведи и клещи изменили ареал обитания, перелетные птицы прилетают раньше и т.д. Одним словом, что-то с климатом происходит.

Еще одним маркером изменения климата стало состояние ледников. В середине прошлого века на Урале насчитывалось 143 ледовых образования площадью 28 квадратных километров, 50 из них – на Приполярном Урале, в том числе, два самых крупных по ледовым запасам и площади – Манси и Гофмана. По данным НАСА, за последние десять лет площадь льдов в Арктике уменьшилась на 13 процентов, но за такими небольшими и постоянно уменьшающимися объектами как уральские ледники из космоса следить сложно. Непосредственно до этих ледников, как говорится, только вертолетом можно долететь. Но ради научной истины долетают. В 2006-м экспедиция Института географии РАН несколько недель упорно искала ледник Манарага, – не нашла, он растаял. За последние полвека площадь ледника Малды уменьшилась в два раза, Балбана – в 3,6 раза. Ледник на хребте Исследовательский оценить не удалось, так как он распался на фрагменты. Так что результаты натурного исследования показывают, что ледники Приполярного Урала активно тают. Причина в повышении среднегодовых температур. Лето на Урале становится очень жарким. И тут возникают новые возможности. Можно не ездить в жаркие страны отдыхать, меньше нужно теплой одежды (например, девочки в нашем классе не хотят покупать в будущем норковые шубы, они просто не нужны уже). В сельском хозяйстве можно задуматься о выращивании новых для нашего региона сельскохозяйственных культур, которые раньше не приживались из-за низких температур.

Объект исследования – Средний Урал как синоним Свердловской области.

Предмет исследования – влияние климатических изменений на Среднем Урале на возможности выращивания сельскохозяйственных культур.

Цель исследования – выявить возможность введения в оборот новых сельскохозяйственных культур, несвойственных для Среднего Урала.

Задачи исследования:

Изучить материал по теме исследования;

Описать климат Среднего Урала;

Построить график хода сезонных температур за 3 года;

Сопоставить климатические характеристики Среднего Урала с вегетационным периодом сельскохозяйственных культур и определить подходящие для выращивания.

Основная часть

Свердловская область — субъект Российской Федерации, входит в состав Уральского федерального округа. Административный центр — город Екатеринбург.

Свердловская область граничит на западе с Пермским краем, на севере с Республикой Коми и Ханты-Мансийским автономным округом — Югрой, на востоке с Тюменской областью, на юге с Курганской и Челябинской областями и Башкирией.

В Российской империи территория современной области входила в состав Сибирской губернии, Пермского наместничества, а затем Пермской губернии. Исторически области предшествовала Екатеринбургская губерния, существовавшая в 1919—1923 годах. Свердловская область была образована в составе РСФСР 17 января 1934 года при разделении Уральской области, в нынешних границах область существует с 1938 года после выделения из её состава Пермской области.

Свердловская область — крупнейший регион Урала. Область занимает среднюю и охватывает северную части Уральских гор, а также западную окраину Западно-Сибирской равнины. Площадь равна 194.226 км², протяжённость с севера на юг 660 км, а с запада на восток 560 км.

Высшая точка — гора Конжаковский Камень (1569 м). Самая северная точка — гора Яныгхачечахль (1023,8 м).

Главные реки: реки бассейнов Оби (Исеть, Тавда, Тура) и Камы (Чусовая, Уфа). Самые крупные озёра области — Пелымский Туман (32,2 км²) и Вагильский Туман (31,2 км²). Крупнейшие водораздельные озёра — Исетское (24 км²) и Таватуй (21,2 км²).

Климат континентальный; средняя температура января от −16 до −20 °C , средняя температура июля от +19 до +20 °C; количество осадков — около 500 мм в год.

Рис 1. Карта Свердловской области [3].

Кратко климатические характеристики области приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Климатические характеристики области

Отметим, что актуальность данной темы как раз и связана с наблюдающимися климатическим контрастами в регионе. Свердловская область традиционно относится к «зоне рискованного земледелия», то есть к регионам, где вероятность получения хорошего урожая не слишком велика из-за суровости и непостоянства климатических условий. Следовательно, в такой местности велики риски потерь от воздействия осадков, засухи, заморозков и других неблагоприятных факторов.

Лето на территории Свердловской области холодное и короткое. Солнечных дней в году в регионе бывает крайне мало. А это, конечно же, также негативным образом сказывается на развитии сельскохозяйственных культур.

В силу природно-климатических условий на Среднем Урале изначально наибольшее распространение получили такие виды культур, как зерновые, зернобобовые, кормовые, овощебахчевые и технические. Кроме того, во второй половине XX века стало развиваться садоводство, в рамках которого наращивалось производство плодов и ягод, свойственных Уралу. Многие же другие культуры, представляющие для региона скорее экзотику, выращивались в мизерных или небольших количествах, обычно в тепличных условиях. В литературе и архивных материалах можно найти следы неудавшихся попыток культивирования в Свердловской области самых удивительных растений. Например, сразу после Великой Отечественной войны академик Т. Н. Годнев и доцент Д. А. Маштаков предлагали выращивать на уральской земле даже каучуконосное растение кок-сагыз.

Наблюдая за климатом Свердловской области, можем предположить, что через 50 лет он станет более ровным и спокойным, появится возможность выращивания сельскохозяйственных культур, несвойственных для этого региона. Например, мы сможем выращивать рис, сахарную свёклу, подсолнечник, виноград, техническую коноплю, чай, цитрусовые и другие субтропические культуры.

Но чтобы доказать или опровергнуть данное предположение, мы сделали следующее:

1. Собрали данные по температуре воздуха с мая 2019 г. по сентябрь 2021 г. по Свердловской области [2],

2. Вычислили среднемесячную температуру по каждому месяцу в дневное и ночное время,

3. Числовые данные свели в таблицу и были построены графики среднемесячных температур каждого месяца.

Данные по температуре с мая 2019 г. по сентябрь 2021 г. по Свердловской области представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Средние температуры теплого сезона в Свердловской области

Табличные данные преобразованы в графическую форму. Дневные температуры обозначены синим цветом, ночные – красным. Тонкая голубая линия представляет собой линию тренда. Она показывает общий вектор изменения температуры.

Анализируя график, мы видим, что средняя дневная температура в мае 2019 года составила 15°, в мае 2020 года – 17°, в мае 2021 года – 21°, таким образом, повышение дневной температуры за последние три года составляет 40%.

Рис. 2. Температурные изменения в мае 2019-2021 гг.

Средняя ночная температура в мае 2019 года составила 14°, в мае 2020 года – 15°, в мае 2021 года – 20°, таким образом, повышение ночной температуры за последние три года составляет 43%.

Рис. 3. Температурные изменения в июне 2019-2021 гг.

Анализируя график, мы видим, что средняя дневная температура в июне 2019 года составила 18°, в июне 2020 года – 17°, в июне 2021 года – 21°, таким образом, повышение дневной температуры за последние три года составляет 17%. Средняя ночная температура в июне 2019 года составила 17°, в июне 2020 года – 16°, в июне 2021 года – 20°, таким образом, повышение ночной температуры за последние три года составляет 18%. В июне 2020 года наблюдается небольшое понижение температуры, примерно на 5%, по сравнению с июнем 2019 года, но чтобы спрогнозировать выращивание сельскохозяйственных культур, мы исследуем температуру за последние три года и видим существенное повышение.

Рис. 4. Температурные изменения в июле 2019-2021 гг.

Анализируя график, мы видим, что средняя дневная температура в июле 2019 года составила 22°, в июле 2020 года – 25°, в июле 2021 года – 21°, таким образом, понижение дневной температуры за последние три года составляет 5%. Средняя ночная температура в июле 2019 года составила 20°, в июле 2020 года – 23°, в июле 2021 года – 20°, таким образом, ночная температура за последние три года не изменилась. В июле 2020 года наблюдается повышение температуры, примерно на 14%, по сравнению с июлем 2019 года, но чтобы спрогнозировать выращивание сельскохозяйственных культур, мы исследуем температуру за последние три года и видим стабильно теплую температуру.

Рис. 5. Температурные изменения в августе 2019-2021 гг.

Анализируя график, мы видим, что средняя дневная температура в августе 2019 года составила 16°, в августе 2020 года – 18°, в августе 2021 года – 23°, таким образом, повышение дневной температуры за последние три года составляет 44%. Средняя ночная температура в августе 2019 года составила 14°, в августе 2020 года – 16°, в августе 2021 года – 20°, таким образом, повышение ночной температуры за последние три года составляет 43%.

Рис. 6. Температурные изменения в сентябре 2019-2021 гг.

Анализируя график, мы видим, что средняя дневная температура в сентябре 2019 года составила 11°, в сентябре 2020 года – 14°, в сентябре 2021 года – 12°, таким образом, повышение дневной температуры за последние три года составляет 10%. Средняя ночная температура в сентябре 2019 года составила 9°, в сентябре 2020 года – 10°, в сентябре 2021 года – 8°, таким образом, понижение ночной температуры за последние три года составляет 11%. В сентябре 2020 года наблюдается повышение температуры, примерно на 28%, по сравнению с сентябрем 2019 года, но чтобы спрогнозировать выращивание сельскохозяйственных культур, мы исследовали температуру за последние три года и видим стабильную температуру.

Проанализировав графики температурных изменений за последние три года, можно сделать вывод, что средняя температура повышается. Хотя становится все больше погодных контрастов.

Итак, подтвердив предположение о том, что климат на Среднем Урале меняется в сторону потепления, мы составили список сельскохозяйственных культур, чей вегетационный период больше, чем более ранняя продолжительность теплого периода в регионе. Вегетационный период – это период созревания сельскохозяйственной культуры, зависит от географической широты. С учетом вышепроизведенных расчетов, можно к продолжительности теплого периода (три летних месяца) добавить последние недели мая и две первые недели сентября, то продолжительность теплого периода на Среднем Урале составит примерно 120 дней.

Контроль вегетационного периода позволяет получить больший урожай. Для различных овощных и плодовых культур можно создавать оптимальные условия для их быстрого развития. Иногда для этого требуется ускорить вегетационный период, замедлив при этом плодоношение. Некоторые овощи, напротив, нуждаются в торможении вегетации для улучшения качества урожая и последующего лучшего их хранения [1]. Вегетационный период у растений различных видов и сортов может значительно отличаться. Средними значениями принято считать срок от 3 дней до 3 месяцев. Сроки зависят от нескольких факторов, основными среди них являются:

состояние почвы;

климатические условия;

болезни и патологии растений;

наследственность культур.

Климатическая обстановка в нашей стране не всегда бывает благосклонна к некоторым растениям. Случается, что культуры не успевают дозревать – в этом случае урожай приходится собирать раньше намеченного срока. При благоприятной погоде растения могут принести несколько урожаев в год – здесь увеличившийся период вегетации позволяет культурам настолько развиться.

Традиционно на Урале выращивают следующие сельскохозяйственные культуры: зерновые – пшеница, рожь, овес, овощные – лук, морковь, картофель капуста, плодовоягодные – малина, смородина, крыжовник. Для остальных культур требуются либо районированные сорта, либо закрытый грунт. Так что нам дает увеличение теплого периода на Среднем Урале с 90 до 120 дней? Увеличение вегетационного периода.

Таблица 3.

Продолжительность вегетационного периода сельскохозяйственных культур для европейской части России [1]

По данной таблице мы видим, что большинство культур по своему вегетационному периоду не подходят для Свердловской области. Но в условиях изменения климата стоит рискнуть и провести экспериментальное выращивание. Список приведен в таблице 4. Там же мы обозначили условия выращивания.

Таблица 4.

Список нетрадиционных для Среднего Урала сельскохозяйственных культур, рекомендуемых для экспериментального выращивания

Мы намеренно не взяли плодовоягодные культуры из-за необходимости предпочтения овощным и зерновым культурам в силу ограниченности площади пашни. Несколько лет назад, люди начинали высаживать сельскохозяйственные культуры в июне месяце, а уже сейчас, с существенным потеплением, высаживаются сельскохозяйственные культуры уже в середине мая и сбор урожая уже возможен во второй половине сентября. Сразу отметим, что выращивание таких культур будет возможно не на всей территории области, а лишь в некоторых ее частях. Это может быть юго-запад реогина (Красноуфимск, Атиг, Арти), юг области (Сысерть), юго-восток области (Каменск-Уральский, Камышлов, Богданович, Талица). Эти территории имеют равнинный рельеф, относительно плодородные почвы и лесостепной ландшафт. Требуется предварительное удобрение почвы органикой и система орошения.

Заключение

Изучив данную тему, мы можем сказать, что климат с каждым годом меняется, а температура повышается, и у нас появилась реальная возможность выращивать нетипичные для Среднего Урала сельскохозяйственные культуры. Продолжительность вегетационного период в связи с совокупностью другими природными условиями в значительной мере определяет возможности выращивания той или иной сельскохозяйственной культуры.

Мы выделили 9 культур, выращивание которых возможно в экспериментальном режиме. Успешность данного эксперимента будет зависеть как от климата, так и от степени готовности почвы. Из-за изменения климата и из-за глобального потепления происходят изменения всей окружающей среды. В дальнейшем, я бы хотела изучить изменения в ареале рек на Среднем Урале.

Список использованных источников и литературы

Все о вегетационном периоде растений: сроки, методы воздействия и ускорения. URL: https://ferma.expert/rasteniya/vegetacionnyj-period-rastenij.

Дневник погоды для школьников: архив. URL: https://www.gismeteo.ru/diary/4478.

Карта Свердловской области по районам. URL: https://virtune.ru/karta-sverdlovskoj.