Целью исследований является поиск зависимости биологической продуктивности чернозема, на примере зерновой продуктивности, от ресурсов тепла и влаги.

Природные ресурсы тепла и влаги оценивались по унифи­цированному нами коэффициенту увлажнения (КУ) Высоцкого-Иванова. В массовых расчетах использовались суммы атмосферных осадков, температуры воздуха по данным наблюдений на реперных метеостанциях Челябинской области. Испаряемость рассчитывалась но методике А. Р. Константинова. Годы различной обеспеченности ресурсами тепла устанавливались путем ранжирования данных на­блюдений и последующего расчета по Н. В. Гулиновой.

Оценка влияния изменения температурного режима в приземном слое атмосферы на зерновую продуктивность чернозема выполня­юсь на основе оценки изменения средней годовой температуры воз­духа и, соответственно, коэффициента увлажнения.

В настоящее время большое внимание уделяется анализу повто­ряемости экстремальных значений климатических переменных. Передняя годовая температура составила в горной лесной зоне (г. Златоустт) 1,6 °С, в лесостепной зоне (г. Челябинск) 2,8 °С, в степной зо­не (г. Карталы) — 3,1 °С.

В холодный год средняя годовая температура изменяется в горно-лесной зоне от 0,4 до 0,6 °С , в лесостепной зоне — от 1,3 до 1,5 °, степной зоне — от 1,7 до 2,1 °С. В средний год в горной лесной зоне средняя годовая температура изменяется от 1,1 до 2,2 °С, в лесостепной зоне — 2,1-2,8 °С, в степной — 2,8-3,2 °С. В жаркий год средняя годовая температура в горно-лесной зоне изменяется от 3,2 °С до 3,6 °С , в лесостепной зоне — от 4,3 до 4,9 °С, в степной зоне — от 4,8 до 5,0 °С. Анализ метеорологических наблюдений указывает стабильный рост среднегодовой температуры.

В работе была построена зависимость КУ от среднегодовой температуры воздуха (рис. 1). Зависимость эта линейная, обратная. При увеличении среднегодовой температуры воздуха от 1 до 4 °С  уменьшается от 0,6 до 0,4 и, соответственно, зерновая продуктивность чернозема снижается с 15,2 ц/га до 5,3 ц/га.

Рис. 1. Зависимость КУ от средней годовой температуры

Исследования показали, что на продуктивность чернозема оказы­вает значительное влияние гидротермический потенциал биологически активного слоя. Полученная зависимость продуктивности зерна от КУ прямая криволинейная (рис. 2) и указывает на то, что за продолжительный период времени условия естественного увлажнение и обеспеченности ресурсами тепла не превышали КУ, равного 0,7.

При средней урожайности зерна 8,08-10,2 и/га наиболее часто повторяющийся КУ со­ответствует 0,48-0,50. Харак­тер зависимости указывает на то, что максимальный прирост урожайности зерна наблюда­ется при увеличении КУ от 0,7 и выше. Поэтому резкий при­рост зерновой продуктивности чернозема возможен при ис­пользовании специально раз­работанных приемов регули­рования его водного режима.