После сильной засухи в южной половине Приволжского Федерального округа в 2009 году и жестокой продолжительной засухи, охватившей обширную территорию всей европейской части России в 2010 году, проблема агрометеорологического мониторинга засухи и состояния сельскохозяйственных культур становится одной из наиболее актуальных в агрометеорологии, поскольку весьма высока вероятность сильных и очень сильных засух, вызывающих в ряде случаев катастрофическое снижение продуктивности сельскохозяйственных культур. Для Ульяновской области возможную угрозу в этом плане может представлять увеличение повторяемости засух – важнейшего природного фактора, влияющего на продуктивность экосистем и производство продовольствия, в последние годы побуждающего существенно корректировать традиционные системы земледелия [1, 2, 3, 4]. Наукой и практикой выработано немало способов борьбы с засушливыми явлениями.В частности к таковым можно отнести орошение, снегозадержание, кулисы, лесные полосы, пары и т.д. Однако агротехнические мероприятия решают в основном тактические задачи борьбы против этих явлений, а со стратегической, следовательно, с агрономической точки зрения наиболее предпочтительнее адаптация характера земледелия к конкретным условиям засушливости с учетом набора сельскохозяйственных культур, специализации сельскохозяйственного производства и т. д. Для решения этой задачи совершенно необходимо знание закономерностей формирования засушливых явлений – где, когда, в какой форме, с какой интенсивностью и вероятностью они наблюдаются [5, 6, 7, 8, 9, 10]. Цель исследований – обосновать применение на территории Ульяновской области засухоустойчивых, пригодных к местным условиям, сортов и технологий их возделывания.Задачи исследований – провести анализ изменения климатических условий, оценить агрометеорологические показатели атмосферных засух и урожайности зерновых культур в изменяющихся условиях регионального климата, выдать рекомендации по корректировке технологии их возделывания.Материалы и методы исследований. Материалом для анализа послужили данные по изменению климата за 1961-2018 гг. в Ульяновской области. Сведения о температуре воздуха и атмосферных осадках использовались из архива отдела агрометеорологических прогнозов Ульяновского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. В качестве информационной основы использованы статистические материалы и результаты исследований развития агропромышленного производства региона, а также Департамента сельского хозяйства Ульяновской области [11, 12]. Для обработки анализа исходных данных использовались такие методы как сравнение, анализ и обобщение данных. Оценки региональных изменений климата получены с использованием апробированных статистических методов, корреляционного и тренд-анализа. Достоверность результатов оценивалась с помощью критериев Фишера и Стьюдента [13].Подготовлен подробный обзор, и проведен анализ агрометеорологических данных за последние 58 лет (1961-2019 гг.) на территории Ульяновского НИИСХ. Расчеты выполнялись на основании среднемесячных значений температуры воздуха и месячных сумм осадков. Для поставленной задачи рассчитывался также гидротермический коэффициент Селянинова (ГТК). Помимо метеорологических данных для анализа привлекались временные ряды урожайности зерновых культур Ульяновской области УНИИСХ.Результаты исследований. Климат за последние десятилетия заметно изменился как на глобальном, так и на региональном уровне, при этом в последние десятилетия наблюдется наиболее активная фаза потепления. Благодаря парниковому эффекту средняя глобальная температура воздуха у поверхности Земли повысилась за последнее столетие на 0,74°С [7, 14]. Аналогичная ситуация сложилась и на территории Ульяновской области. Как видно на рисунке 1, наклон тренда положительный и величина R2 показывает, что вклад линейного тренда в общую изменчивость температуры довольно значительный и составляет 0,2896. В пределах района среднегодовая температура воздуха составляет за 1961-2018 гг. 4,6°С (максимальная 6,6°С – 2008, 2016 гг., минимальная 0,4°С –1969 г.).  Повышение температуры за 1961-2018 гг. составляет 2,3°С.   Рис. 1. Динамика средней годовой температуры воздуха за 1961-2018 гг. Учитывая тот факт, что для всех возделываемых культур влага является фактором, определяющим размер урожая, по данным анализа на территории региона за год выпадает в среднем455 мм осадков, из них 241 мм за апрель-октябрь. Это те нормативные данные влаги, при которых создаются оптимальные условия для получения высоких урожаев в сочетании с благоприятным температурным режимом. Увеличение количества осадков за период исследований составляет131 мм (рис. 2).   Рис. 2. Межгодовая изменчивость сумм осадков за период 1961-2018 гг. Однако, они неравномерны и во времени, и по территории и в отдельные годы варьируют  от 224 мм (1975 г.) до 654 (1990 г.) мм, также за один месяц, как например в июле 1979 года выпадало 175 мм осадков – это 44% годовой нормы, и, наоборот, случается, как показал 2010 год, что осадков не выпадает в  течение 2-3 месяцев, и создаются условия для содействия развитию устойчивой засухи (табл. 1).  Таблица 1Количественная оценка повторяемости типов засухи в сравнениис агроклиматическими показателями и урожайностью зерновых культурГодГТКСумма осадков ммХарактер засухиУрожайность зерновыхкультурСреднесуточнаятемператураза май-августза годапрель-августпо областиУНИИСХ1234567819611,1462268 8,817,918,619621,9555404 11,420,617,819631,2436259 9,019,417,019641,1402249 10,218,516,619650,9352191 10,023,516,119661,1474282 10,720,918,719670,7408191весенне-летняя12,526,319,819681,1411237 14,830,316,719690,9341154 19,031,613,619700,9410232 16,728,616,419711,1365207 14,825,216,019720,226880устойчивая10,323,419,719731,1408228 24,536,316,019741,0326238 17,336,316,519750,8231108,1устойчивая10,123,318,019761,3373257 19,543,615,819770,8398203весенняя13,930,917,919781,9641365 19,539,114,919791,0465262 11,835,716,419801,2484288 15,138,115,819810,330686устойчивая8,317,819,219821,3525297 19,942,316,319831,5473317 19,734,614,819841,0366225 9,724,718,519851,0531254 17,142,217,219860,7345149весенне-летняя18,333,416,819871,2572294 17,034,117,819880,9449279 17,233,819,019891,0614373 17,527,117,819901,7655349 21,640,315,519910,9412285 14,129,918,119920,6356158летняя22,835,416,019931,6582303 18,138,016,619941,1459312 19,033,415,119950,5339140устойчивая8,915,818,719961,1379228 17,133,918,019971,1511262 18,535,416,219980,5337153устойчивая5,310,318,419991,6595335 11,624,516,820001,4466266 14,629,017,220010,7464178летне-осенняя17,727,417,820020,5438162летняя17,729,016,020031,3382243 15,827,516,920041,5624316 14,924,518,320051,0438254весенняя14,827,417,820061,1471272 16,331,717,320071,2535258 17,032,518,920081,1393183весенняя19,938,717,620090,8325198летне-осенняя19,940,118,020100,346877устойчивая8,518,221,020110,9609254 24,835,319,120121,0631346весенняя15,023,720,4Окончание табл. 11234567820130,9530268 20,933,320,220140,6419180осенняя21,438,218,920150,7570244весенне-осенняя17,431,119,920160,6604211летняя24,532,120,720171,5664376 29,535,617,820180,4455193весенне-осенняя21,327,319,620190,9 234летняя, осенняя20,222,319,1Среднее0,9458240 15,731,218,5 За последние 58 лет на территории области наблюдался всего двадцать один засушливый год, из них пять с весенней засухой (1977, 2000, 2005, 2008, 2012 гг.), два – с весенне-летней(1967, 1986 гг.), 1992, 2002, 2016 годы – с летней засухой, три (2001, 2009, 2019 гг.) – с летне-осенней, два – с весеннее-осенней (2015, 2018 гг.) и шесть (1972, 1975, 1981, 1995, 1998, 2010 гг.) – с разной по интенсивности устойчивой засухой (табл. 1). Анализ указанного промежутка времени показывает, что через каждые 9 лет наблюдается устойчивая засуха. В эти годы за вегетационный период (апрель-август) выпадает от 80 до 150 мм осадков (из них 60-70 мм в августе), ГТК колеблется от 0,3 до 0,5-0,8 и, соответственно, урожайность зерновых по области составляет 5-10 ц/га. Средняя температура за май-август фиксируется 17,2°С. В засушливые годы данное значение колеблется от 18°С до 20°С, и в 2010 году средняя температура за эти месяцы повышаласьдо 21°С.Средняя урожайность зерновых по области составляет 16,1 ц/га. Максимальное количество урожая по области (29,8 ц/га) собрали в 2017 году. Значительная часть осадков выпала осенью и зимой 2016 года, насытив почву влагой, весной и летом создались благоприятные условия для всходов яровых культур и развития озимых растений. Далее ежемесячные осадки, в количестве20-30 мм, поддерживали оптимальные условия для налива зерна, а также складывались хорошие условия для их уборки. Температурный режим был умеренно пониженным. Для оценки степени увлажнения и засушливости вегетационного периода широкое применение получил индекс Г. Т. Селянинова, который вычисляется по формуле:  , где ∑ Р – сумма осадков, мм; – сумма среднесуточных температур за период с Т≥10ºС, ºС.Агроклиматические исследования Г. Т. Селянинова по связи между ГТК и урожайностью зерновых культур показали, что максимальному урожаю соответствует ГТК, равный 1,2. При ГТК<1,2 урожаи снижаются из-за развития засушливых явлений, а при ГТК>1,2 урожаи уменьшаются от переувлажнения [1].  Гидротермический коэффициент Селянинова является условным выражением баланса влаги и определяет отношение прихода влаги к ее расходу. ГТК более 1,0 характеризует увлажнение сельскохозяйственных культур, ГТК ниже 1,0 свидетельствует о недостаточной увлажненности вегетационного периода, ГТК ниже 0,5 соответствует резкому недостатку осадков. Сравнивая ГТК, количество выпавших осадков, и урожайность, засушливая погода, аналогичная 2010 году, наблюдалась в 1972 и 1981 годах.  Для оценки влагообеспеченности авторы [8, 14] предлагают использовать ГТК как наиболее оптимальный показатель. Авторы, обобщив многолетний опыт использования показателя ГТК, предложили следующую шкалу классификации уровней влагообеспеченности по значениям ГТК. Приведем эту шкалу в таблице 2 с распределением в ней повторяемости ГТК, рассчитанных за вегетационный период для Ульяновской области по годам в период 1961-2019 гг. Достаточная влагообеспеченность из всего 58-летнего периода наблюдалась 18 раз (31%), неблагоприятные условия по влагообеспеченности наблюдались большее число лет (табл. 2).Засушливые условия формировались 13 раз (22%), что согласуется с данными работ [7, 8], по которым в последние десятилетия во внетропических широтах отмечается повышенная вероятность экстремальных антициклонов, что увеличивает риск таких неблагоприятных последствий как засухи летом и экстремальные морозы зимой.Таблица 2Повторяемость ГТК по области в период 1961-2019 гг. (согласно классификации авторов [3])ГТКХарактер влагообеспеченностиКоличество лет%>1,5Избыточная591,5-1,41Повышенная471,40-1,11Достаточная (оптимальная)18311,10-0,76Недостаточная18310,75-0,61Низкая (слабая засуха)7120,60-0,41Очень низкая (средняя засуха)350,40-0,21Исключительно низкая (сильная засуха)35<0,20Катастрофически низкая (очень сильная засуха)00 На рисунке 3 приведены межгодовые колебания ГТК и его отрицательный линейный тренд.   Рис. 3. Межгодовые изменения ГТК на территории Ульяновской области (1961-2019 гг.)            ГТК более тесно связан с осадками, чем с температурой воздуха. Так, для первой части вегетационного периода (апрель-июнь) коэффициент корреляции между ГТК и температурой воздуха составил -0,36 (отрицательная связь), а с осадками – 0,69. Коэффициент корреляции между урожайностью зерновых культур и ГТК для Ульяновской области составил 0,43 (с достоверностью 0,95%), т.е. погодные условия оказывают заметное влияние на формирование урожайности. Наименьшая урожайность зерновых культур по области 5,3 ц/га, и 10,3 ц/га – в УльяновскомНИИСХ – наблюдались в 1998 году. В этот год, несмотря на высокий температурный режим и отсутствие эффективных осадков с середины апреля до конца июля, начавшиеся обильные дожди в конце июля и в первой половине августа создавали тяжелейшие условия для уборки. В 2010 году наблюдалась наиболее сильная устойчивая засуха. Максимальная температура воздуха 1 и 2 августа, впервые за весь период инструментальных наблюдений, достигала до 40°С. В течение четырех месяцев не было эффективных осадков. ГТК составил в апреле -0,0, в мае -0,3, в июне -0,0,в июле -0,4, за первую половину августа -0,0, что привело к гибели значительной части зерновых, зернобобовых и особенно поздних культур. Сравнивая урожайность зерновых культур за последние 58 лет ГНУ УНИИСХ с областными данными, можно отметить, что она в два раза выше не только в благоприятные, но и в засушливые годы, что лишний раз говорит о высокой технологии и достижениях науки, а также об умении приспосабливаться к тяжелым метеорологическим условиям.Заключение. Важнейшей закономерностью наблюдаемых изменений агроклиматических показателей на территории Ульяновской области является повторяемость атмосферной засухи через каждые три года. Интенсивная устойчивая засуха, вызывающая существенное снижение продуктивности сельскохозяйственных культур, бывает в среднем один раз в восемь лет. Для снижения негативного влияния засух необходимо принятие комплекса мер по внедрению научно обоснованных технологий и засухоустойчивых, пригодных к местным условиям, сортов. Необходимо объединить усилия ученых и производственников и при поддержке государства поэтапно и последовательно осуществить технологическую модернизацию АПК. Назрела необходимость вкладывать средства в научные исследования и разработки, что позволит определить адаптационные стратегии, основанные на конкретных данных.