Агрометеорология

АГРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

УЧЕБНИК

Л.Л. ЖУРИНА

Допущено 

Министерством сельского хозяйства

Российской Федерации в качестве учебника 

для студентов высших учебных заведений 

по направлениям подготовки 35.03.03 «Агрохимия 

и агропочвоведение», 35.03.04 «Агрономия» 

и 35.03.05 «Садоводство»

3-е издание, переработанное и дополненное

Москва 
ИНФРА-М 

202

УДК 551.5(075.8)
ББК 40.2я73

 
Ж91

© Журина Л.Л., 2015

Журина Л.Л. 

Агрометеорология : учебник / Л.Л. Журина. — 3-е изд., пере-

раб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 350 с. — (Высшее образование). — 
DOI 10.12737/14563.

Изложены теоретические аспекты влияния гидрометеорологических 

факторов на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур. 
Показана сущность опасных для сельскохозяйственного производства 
гидрометеорологических явлений и способы защиты от них. Рассмотрены 
методы оценки климата с позиций общего и частного агроклиматического 
районирования на основе мезо- и микроклиматических исследований. 
Приведены примеры агроклиматического обоснования агротехнических 
и агромелиоративных приемов в сельскохозяйственном производстве. 
В насто ящем, третьем, издании представлен раздел о глобальном изменении 
климата Земли и сценариях возможных экологических последствий для сельского 
хозяйства России. Рассмотрен вопрос использования геоинформационных 
систем в сельскохозяйственном производстве. Расширена география 
примеров частного агроклиматического районирования. Переработаны и дополнены 
вопросы и задания к главам.

Предназначен для студентов сельскохозяйственных вузов, также может 

быть использован при изучении курсов «Агрометеорология» и «Агроклима-
тология» в других высших и средних учебных заведениях.

УДК 551.5(075.8)

ББК 40.2я73

Ж91

ISBN 978-5-16-019562-9 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-101755-5 (ИНФРА-М, online)

ISBN 978-5-16-019562-9 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-101755-5 (ИНФРА-М, online)

Р е ц е н з е н т ы: 

С.П. Савватеев, канд. техн. наук, доцент Российского государ-

ственного гидрометеорологического университета;

Т.И. Завьялова, канд. с.-х. наук, доцент Санкт-Петербургского 

аграрного университета;

В.Д. Петрушенко, канд. геогр. наук, доцент Российского государ-

ственного гидрометеорологического университета

Предисловие  

Настоящий учебник подготовлен в соответствии с требованиями 
Государственного образовательного стандарта высшего профессионального 
образования по дисциплине «Агрометеорология» и предназначен 
для студентов сельскохозяйственных вузов. Он также может 
быть использован при изучении курса «Агрометеорология» в 
других высших и средних учебных заведениях.
Цель дисциплины — формирование у будущих специалистов знаний 
о метеорологических условиях и их взаимодействии с процессами 
роста, развития, продуктивности сельскохозяйственных культур 
и агротехнических мероприятий.
В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление 
о физических основах явлений и процессов, происходящих 
как в приземном слое, так и в атмосфере в целом в связи с их 
влиянием на объекты и процессы сельскохозяйственного производства.

Учебник представляет собой самостоятельно подготовленное автором 
издание. Издания, материал которых использован, перечислены 
в конце как основная и дополнительная литература.
Автор приносит благодарность рецензентам: доцентам Т.И. Завьяловой, 
С.П. Савватееву и В.Д. Петрушенко за внимательное прочтение 
рукописи и советы, направленные на ее улучшение.
Автор также считает своим долгом отметить, что появлению учебника 
способствовало многолетнее сотрудничество с замечательным 
человеком, профессором Алексеем Петровичем Лосевым, являющимся 
автором нескольких учебных пособий по курсу «Агрометео- 
рология». 

Работа крестьянина напоминает мне шахматную партию, 
в которой погода имеет преимущество первого хода. 
Своевременный ответный ход возможен в том случае, если 
он к нему подготовлен.

Т.С. Мальцев

введеНие

Продуктивность агрофитоценозов зависит от многих факторов 

среды их обитания, среди которых климатические и погодные занимают 
существенное место.

По климатическим ресурсам тепла и влаги сельское хозяйство в 

России почти вдвое менее обеспечено, чем в странах Западной Европы 
и Северной Америки. А это означает, что продуктивность, например, 
1 га пашни потенциально в России в 1,5...2 раза ниже и для 
получения одного и того же урожая в нашей стране необходимы 
большие капиталовложения.

Неустойчивость погоды: смена засушливых лет влажными, суро-

вых зим теплыми — вызывает значительную изменчивость валовых 
сборов сельскохозяйственной продукции. По данным научных  
учреждений в большинстве сельскохозяйственных регионов России 
на долю погодных условий приходится 40...50% общей амплитуды 
колебаний урожайности культур и лишь одна треть посевных площадей 
расположена в зоне гарантированных урожаев.

Несмотря на совершенствование агротехники возделывания куль-

тур, погода по-прежнему остается лимитирующим фактором в сельском 
хозяйстве всего земного шара. Не случайно на одной из всемирных 
конференций по климату отмечалось, что прогресс в сельском 
хозяйстве в долговременной перспективе будет определяться 
научно-техническими достижениями не только в биологии и технике, 
но и в области совершенствования методов получения и учета 
в сельскохозяйственном производстве информации о погоде и климате 
и что с повышением научно-технического уровня производства 
в сельском хозяйстве роль метеорологических факторов не ослабевает, 
а возрастает.

Это связано с тем, что новые высокопродуктивные сорта и гиб- 

риды, имеющие более высокий уровень обмена веществ и энергии, 
обладают повышенной чувствительностью к условиям среды и потому 
нуждаются в максимальной оптимизации водного, теплового и 
пищевого режимов.

Предмет и задачи агрометеорологии

Агрометеорология, или сельскохозяйственная метеорология, – 
наука, изучающая метеорологические, климатические, гидрологические 
условия в их взаимодействии с объектами и процессами сельскохозяйственного 
производства. Иначе говоря, агрометеорология 
изучает климат и погоду применительно к запросам сельского хозяйства.

Особенность агрометеорологии как науки заключается в том, что 
она находится на стыке различных областей знаний — метеорологии, 
климатологии, биологии, почвоведения и др.
Объектами изучения агрометеорологии являются погода, климат, 
водный и тепловой режимы почв, сельскохозяйственные культуры и 
процессы сельскохозяйственного производства.
Важнейшие задачи агрометеорологии:
 
• изучение и описание закономерностей формирования метеорологических 
и климатических условий сельскохозяйственного 
производства в пространстве и времени;
 
• разработка методов количественной оценки влияния метеорологических 
фактов на состояние почвы, развитие, рост и формирование 
урожая агрофитоценозов, на развитие и распространение 
вредителей и болезней сельскохозяйственных культур;
 
• разработка методов агрометеорологических прогнозов и усовершенствование 
форм агрометеорологического обеспечения сельского 
хозяйства;
 
• агроклиматическое районирование новых сортов и гибридов 
сельскохозяйственных культур, агроклиматическое обоснование 
агротехнических приемов для наиболее полного и рационального 
использования ресурсов климата;
 
• агроклиматическое обоснование приемов мелиорации земель и 
изменения микроклимата полей, внедрения индустриальных 
технологий в растениеводстве, в том числе дифференцированного 
применения агротехники в соответствии со сложившимися 
и ожидаемыми условиями погоды;
 
• разработка способов защиты от неблагоприятных и опасных для 
растений гидрометеорологических явлений.
В сельском хозяйстве используют разнообразную гидрометеорологическую 
информацию.
При выборе проектных решений обосновывают рациональное размещение 
и специализацию сельского хозяйства, районирование 
культур и сортов сельскохозяйственных растений, создание гидромелиоративных 
систем и т.д. При этом используют климатическую 
и агроклиматическую информацию.

При выработке плановых решений планируют размеры урожаев, 
определяют потребности в удобрениях и ядохимикатах, объемы поливной 
воды, составляют графики полевых работ и т.д. Здесь в первую 
очередь используется текущая оперативная агрометеорологическая 
и гидрологическая информация, анализируются сложившиеся 
агрометеорологические условия применительно к конкретным полям 
и культурам, а также гидрометеорологические прогнозы различной 
заблаговременности.
При принятии оперативно-хозяйственных решений разрабатывают 
действия непосредственного управления технологическими процессами 
в период вегетации растений. Для этого используют оперативную 
информацию о фактическом состоянии погоды, почвы, посевов 
и гидрометеорологические прогнозы.

 
методы агрометеорологических исследоваНий

К числу основных методов агрометеорологических исследований 
относятся следующие.
Метод сопряженных (параллельных) наблюдений за состоянием, рос- 
том, развитием растений и метеорологическими условиями, в которых 
произрастают объекты наблюдений. С помощью этого метода 
на материалах полевых и лабораторных наблюдений устанавливают 
количественные и качественные связи между условиями погоды и 
ростом, развитием и формированием продуктивности растений, 
выявляют их потребность в основных факторах среды — количестве 
света, тепла, влаги, питательных веществ, определяют пороговые 
(критические) значения этих факторов для различных культур и 
сортов.
Этот принцип (сопряженности) сохраняется в деятельности всей 
наблюдательной агрометеорологической сети национальных гидрометеорологических 
служб в системе Всемирной метеорологической 
организации (ВМО).
Метод учащенных сроков сева предполагает высев растений через 
каждые, например, 5...10 сут., начиная с весны и до конца вегетационного 
периода. При этом растения попадают в неодинаковые 
условия тепла, влаги и освещенности. Сопряженные наблюдения за 
метеорологическими условиями, ростом и развитием растений позволяют 
собрать разнообразные сведения о реакции растений на 
изменяющиеся условия их произрастания. В результате опыта даже 
в течение одного года можно получить информацию о влиянии разных 
комплексов метеорологических параметров на исследуемое растение 
в данной местности. Этот метод применяется на делянках 
одного поля или в лабораторных условиях.

Метод географических посевов применяют в различных почвенно-
климатических зонах страны или одновременно в нескольких странах. 
Этот метод позволяет решать ту же задачу, что и метод учащенных 
сроков сева, так как посевы данного сорта в разных климатических 
зонах находятся в различных условиях увлажнения, 
температуры, длины дня и т.д. Этот метод позволяет определить 
районы, где данный сорт культуры дает высокие и качественные 
урожаи.
Экспериментально-полевой метод, при котором в полевых опытах 
с помощью специальных конструкций (камер искусственного климата, 
теплиц, газометрических экологических камер и др.) и приемов 
изменяют агрометеорологические условия возделывания растений 
(регулируют по программе опыта температуру и влажность почвы, 
продолжительность и интенсивность освещения, высоту снежного 
покрова, нормы вносимых удобрений и т.п.).
Метод дистанционного (неконтактного) определения параметров 
состояния подстилающей поверхности (почвы, растительного покрова), 
фенологии растений, температуры и влажности, объемов 
биомассы, отдельных элементов продуктивности растений и т.д. 
предусматривает использование специальной аппаратуры, устанавливаемой 
на летательных аппаратах (на самолетах, вертолетах, 
а также на искусственных спутниках Земли) или на различных видах 
наземного транспорта. Результаты измерений, полученные этим 
методом, дают информацию об изучаемых объектах на больших 
площадях.
В последние годы создана сеть аэрофотометрических экспедиций, 
обследующих состояние посевов и определяющих урожайность естественных 
пастбищ на больших площадях с помощью дистанционного 
метода.
Картографический метод исследования заключается в использовании 
разнообразных карт для выявления климатических и микроклиматических 
особенностей территории в их статике и динамике 
для наиболее рационального размещения объектов сельскохозяйственного 
производства.
Метод математической статистики позволяет обрабатывать массовые 
материалы наблюдений для установления связи развития и 
формирования продуктивности растений с условиями погоды.
Метод математического моделирования заключается в построении 
математической модели, позволяющей с помощью математического 
аппарата описывать влияние агрометеорологических условий на рост 
и развитие растений, их продуктивность, а также процессы тепло-, 
влаго- и энергообмена в системе почва — растение — атмосфера.

исПользоваНие биологических закоНов 
земледелия и растеНиеводства в агрометеорологии

Методы агрометеорологических исследований базируются на 
использовании основных биологических законов земледелия и растениеводства. 
Важнейшие из них следующие.
Закон неравноценности факторов среды для растений. Сущность 
его заключается в том, что не все факторы среды оказывают одинаковое 
воздействие на растения. Их можно разделить на основные и 
второстепенные. Основные факторы (свет, тепло, воздух, влага, поч- 
ва) одинаково необходимы растениям, они оказывают непосредственное 
и значительное влияние на них. К второстепенным факторам 
относятся ветер, облачность, туман, ориентация и крутизна 
склонов и пр. Они усиливают или ослабляют действие основных 
факторов. Так, ветер смягчает действие заморозков, облачность 
уменьшает ночью охлаждение почвы. Основные факторы влияют на 
растения в течение всего периода вегетации и на всей территории их 
произрастания, второстепенные — лишь в отдельные периоды и на 
небольших территориях.
Закон равнозначности (или незаменимости) основных факторов 
жизни. Он гласит: «Все факторы значимы и незаменимы». Сущность 
его состоит в том, что ни один из необходимых для развития растений 
факторов не может быть ни исключен, ни заменен другим. Так, 
свет нельзя заменить теплом, тепло — влагой и т.д. Отсутствие любого 
из них резко снижает продуктивность и даже приводит к гибели 
растений.
Закон минимума (или лимитирующего фактора), согласно которому 
при оптимальных прочих условиях урожайность определяется 
фактором, находящимся в минимуме. Например, в засушливых районах 
лимитирующий фактор урожая — количество влаги. Урожай 
растений будет возрастать при устранении этого минимума и до тех 
пор, пока в недостатке не окажется другой фактор.
Закон максимума говорит о том, что количественное изменение 
параметров экологических условий не может увеличить биологическую 
продуктивность экосистемы или хозяйственную производительность 
агроценоза сверх вещественно-энергетических лимитов, 
определенных наследственными свойствами биологических объектов 
и их сообществ.
Закон оптимума (или совокупного действия), согласно которому 
наивысшая продуктивность растений обеспечивается только оптимальным 
сочетанием всех факторов, влияющих на рост и развитие 
растений.
К.А. Тимирязев и Д.Н. Прянишников неоднократно подчеркивали, 
что наивысшей продуктивности растение достигает при непре-

рывном притоке всех необходимых факторов жизни в оптимальном 
количестве и в соответствии с потребностями каждого вида и сорта.
Даже при незначительном отклонении условий среды от оптимальных 
в тот или иной период роста растений потенциально возможная 
биологическая продуктивность не достигается, а при аномальных 
условиях погоды и недостатке питания растений отдельные 
элементы продуктивности (побеги, колоски в колосе, цветки, зерновки) 
погибают и урожайность падает особенно сильно.
Закон критических периодов сводится к тому, что в жизни каждого 
растения имеются отдельные периоды онтогенеза, когда оно наиболее 
чувствительно к какому-либо фактору среды (температуре, 
влаге, солнечной радиации и пр.).
Закон фотопериодической реакции (или физиологических часов) гласит, 
что растения реагируют на продолжительность дня и ночи, ускоряя 
или замедляя развитие при изменении длины дня.
Закон плодосмена заключается в чередовании культур в пространстве 
и времени (севооборот), что позволяет при прочих равных условиях 
получать более высокие урожаи, чем при повторных посевах 
одной и той же культуры на одном месте (монокультура).

 
осНовНые этаПы развития агрометеорологии

Регулярно наблюдать за погодой в России стали в XVII в. при 
царе Алексее Михайловиче, который вменил в обязанность караульным 
на Кремлевской стене ежедневно записывать сведения о погоде. 
По указу Петра I в 1722 г. были организованы метеорологические 
наблюдения в Петербурге.
Первая в мире сеть метеорологических станций была организована 
в Сибири около 300 лет назад (в 1733 г.) участниками Великой 
северной экспедиции. Она охватывала территорию от Екатеринбурга 
до Якутска.
Большой вклад в развитие метеорологии внес М.В. Ломоносов. 
Он первый (в 1759 г.) указал на необходимость организации широкой 
сети метеорологических станций в различных частях света, а также 
на важность предсказания погоды для сельского хозяйства. Кроме 
того, он считал необходимым изучение верхних слоев атмосферы и 
для этих целей сконструировал оригинальную «машину» для подъема 
самопишущих термометров в верхние слои воздуха.
Одним из крупных мероприятий по развитию метеорологии была 
организация в 1849 г. Главной физической (ныне геофизической) обсерватории. 
Она явилась первым в мире государственным научным 
учреждением, руководившим метеорологическими наблюдениями.
Развитие метеорологии предопределило возникновение сельскохозяйственной 
метеорологии.

Крупнейшие русские ученые-агрономы А.Т. Болотов (1738–1833), 
И.М. Комов (1750–1792) вели систематические наблюдения за состоянием 
культурных растений и условиями погоды, изучали климатические 
условия страны. Опубликованные Болотовым издания 
«Нечто о погодах», «О засухах», «О действии мороза на огородные 
растения и о средствах к сохранению их от оного» не потеряли актуальности 
и в наше время.
Родиной агрометеорологии явилась Россия. Основоположниками 
агрометеорологии как науки были ученые Александр Иванович Воейков (
1842–1916) и Петр Иванович Броунов (1852–1927).
А.И. Воейков впервые доказал возможность и необходимость 
применения знаний о климате в сельском хозяйстве. В своей книге 
«Климаты земного шара, в особенности России» (1884) он подробно 
описал взаимосвязь между климатом и растительностью, оценил 
климатические ресурсы России для сельскохозяйственного производства.

А.И. Воейков сделал важный вывод о значении снежного покрова 
как климатообразующего фактора, целесообразности проведения 
снегозадержания как агротехнического приема для улучшения 
условий влагообеспеченности и перезимовки озимых культур.
В 1885 г. А.И. Воейковым были организованы первые в России 
12 агрометеорологических станций и разработана программа, в которой 
были заложены основополагающие принципы полевых наблюдений, 
не утративших своего значения и в наши дни. Он также 
установил ряд важнейших положений о влиянии метеорологических 
факторов на развитие растений, указав, что «в каждой фазе своего 
развития растение требует известное количество солнечной теплоты, 
и недочет ее тотчас же отражается на ходе дальнейших фаз».
П.И. Броунов сформулировал принципиальные основы методики 
агрометеорологических наблюдений. Ему принадлежит открытие 
закона о критических периодах в развитии растений, им выявлены 
критерии засушливости и вероятности наступления засушливых декад 
в европейской части России, выделены климатические и сельскохозяйственные 
районы России.
В 1897 г. по инициативе и при активном участии П.И. Броунова 
при Департаменте земледелия России было организовано Метеорологическое 
бюро — первое в стране и мире научное агрометеорологическое 
учреждение. Его руководителем был назначен П.И. Броунов.
Первые итоги агрометеорологических исследований были обоб- 
щены в 1912 г. в монографии П.И. Броунова «Полевые культуры и 
погода».
Немалая роль в развитии агрометеорологии и в организации агрометеорологических 
станций принадлежит А.В. Клоссовскому 
(1846–1917).