Устойчиви ли са добивите при зимните житни култури на климатични промени?

Защо в народната агрометеорология хората свързват хляба с дебелия сняг през зимата и с валежите през май

Надежда Шопова е част от авторския екип на Климатека. Тя е асистент в секция Климат в „Института за изследвания на климата, атмосферата и водите“ към Българската академия на науките (ИИКАВ при БАН). По образование е инж. агроном със специалност Лозаро-градинарство, завършила Аграрния университет в Пловдив. Има интереси в областта на биометеорологията и биометеорологичния мониторинг, агрометеорология и агроклиматология, адаптация на земеделието към климатичните колебания и изменения.

Два противоположни рекорда бяха отбелязани за последните 5 години: най-висок и най-нисък среден добив при пшеницата. Повишената честота на екстремните метеорологични явления е посочена от учените като пряк резултат от климатичните промени. Условията от година на година стават все по-трудно предсказуеми и не позволяват устойчивост на добивите при растенията, отглеждани на открито и при липса на напояване. Тази статия поставя на фокус житните растения, от които се произвежда хляб: кога започва и приключва стопанската година; от кои метеорологични условия зависи количеството и качеството на реколтата. А също и каква е връзката на тези фактори с климатичните промени, както и какво е разпределението на валежните суми и температурата през двата критични за житните растения периоди – есенно-зимния и пролетния, през последните две години в страната. Обърнато е внимание на двупосочните връзки между пшеница и климат.

Накратко за житните култури по света и у нас

Много документи, свързани със сектор “Растениевъдство”, алармират, че климатичните промени ще повлияят върху растежа, развитието и продуктивност на земеделските култури и в частност на пшеницата. Отражението им ще бъде различно в  Югоизточна Европа и в отделните части на света, но като цяло се очаква ефектът в страната ни да бъде по-скоро неблагоприятен.

Учебно опитна база Аграрен университет Пловдив. Източник: личен архив на автора

Зимните житни култури се отличават с широка пластичност и приспособимост към различни почвени типове и условия. По света благоприятни условия за отглеждането им има в зоните между 30° и 55° с.ш. и 25° и 40° ю.ш., с годишни валежни суми между 300 мм и 1100 мм, като у нас в земеделските райони тези стойности са между 400 и 800 мм. От най-дълбока древност отглеждането на храна и суровини е основна причина за уседналост, увеличаване на населението и поява на богати градове. Като стратегически важна култура,

пшеницата е в основата на възникването на обществена организация, свързана със земеделските земи и правата за тяхното използване.

Археологическите източници показват, че пшеницата е култивирана в югоизточните части на Турция, Сирия, Израел и Египет (Lev-Yadun S et al. 2000). Сред най-известните древни роднини на културата са еднозърнест лимец (Triticum monococcum), спелта (Triticum spelta) и камута (Triticum turanicum).

Към настоящия момент

поне 75% от производството на зърно в света е благодарение на отглеждането на пшеница, царевица и ориз. 

Големите производители на пшеница са Китай, Индия, Русия и САЩ. Според информация на Организацията за прехрана и земеделие към ООН – FAO за последните две декади (2000 – 2020 г.) най-голям дял, възлизащ на 17%, се отчита в Китай, като непосредствено след него е Индия с 12,5%, а Русия и САЩ са с по 8,4%. При европейските държави лидер е Франция (5,4%), следвана от Германия (3,5%) и Украйна (3,1%). Делът на България е 0,7% (Фиг.1).

Фигура 1. Разпределение, в % на производството на пшеница в света за 2000 – 2020 г.

Обикновената мека пшеница се използва за производството на хляб и тестени изделия, а твърдата – за макарони. От житни култури се приготвят спирт и пиво, скорбяла, грис, концентриран фураж и добавъчни продукти за селското стопанство. Пшеницата и житните храни съдържат специфичен растителен протеин – глутен, който придава еластичност и добри качества на брашното.

Какво е значението на пшеницата за българите?

Хлябът е задължителна част от трапезата и живота на българите. Питките са ритуални продукти, свързани с повечето обичаи и празници, с плодородието, раждането и погребенията.

Делът на пшеницата в България е над 50%, в сравнение с останалите зърнено-житни култури.

Фигура 2. Разпределение на зърнените култури. Източник: Графиката е съставена по данни на МЗХГ, отдел „Агростатистика”.

Фермерите предпочитат пшеницата, защото покрива големи площи и в общия случай инвестициите, вложени в отглеждането ѝ, се възстановяват в рамките на един вегетационен сезон. За сравнение, царевицата се отглежда на два пъти по-малко земя у нас, свързана е с повече разходи, труд и рискове заради честите засушавания през летния период (Фиг. 3).

Фиг. 3. Площи с пшеница и царевица в хектари. Източник: Графиката е съставена по данни на МЗХГ, отдел „Агростатистика”.

Къде се отглежда пшеница у нас и кои са най-разпространените сортове?

Пшеница у нас се отглежда в Северна България, Горнотракийската низина, Югоизточна България и Софийското поле. В останалите земеделски райони на страната, с надморска височина до 1000 м., също е застъпена по подходящ начин. В последните години с най-висока степен на благоприятност са райони от Предбалкана и Североизточна България по линията Видин, Монтана, Добрич, Велико Търново, Ямбол, Сливен и Източните Родопи (Георгиева, 2014).

Най-разпространените житни култури в България са:

• обикновена пшеница (T. aestivum L);
• ечемик (Hordeum vulgare);
• тритикале (хибрид между ръж и пшеница)
• както и твърдата пшеница (T. durum Desf.), която е по-слабо застъпена.

За двуредния ечемик са подходящи полетата с по-голяма надморска височина, а ръжта може да се отглежда в предпланински райони и на по-бедни почви. Високите температури в началото на лятото, съчетани с ниска относителна влажност и вятър, често водят до припламване, а горещото и влажно време е причина за развитие на гъбни болести. Особеност на вида е необходимостта от температури около и по-ниски от 0° С през зимния период. Стойности >25° С през репродуктивния период могат да имат неблагоприятно влияние върху развитието и добивите. Зимуващите житни култури са познати още като есенници, а вегетацията им протича в по-хладните периоди на две календарни години – есенно-зимен и пролетен.

Дали е целесъобразно увеличаване на дела на твърдата пшеница или тя е изчезващ вид у нас?

Този вид е по-разпространен в средиземноморските страни, в условията на сух и горещ климат и при по-бедни почвени типове. У нас се среща в Южна България, в районите на Стара Загора, Ямбол, Хасково и в части от Черноморското крайбрежие. Основен негов недостатък е значително по-ниската му продуктивност. Едно от предимствата на твърдата пшеница е по-късната сеитба. Това е полезно, защото в края на лятото и началото на есента площите често не са освободени от предшествениците, а почвата е негодна за обработка заради засушаванията. Обикновено е с по-високо стъбло и слаба устойчивост на полягане, но селекцията работи по създаване на по-ниски сортове. При наблюдаваните тенденции към повишаване на температурите на въздуха в страната, този сорт заслужава внимание.

Как се променя климатът у нас?

В края на миналия и първите две декади на настоящия век, в страната се наблюдава добре установена значима тенденция към повишаване на средната температура на въздуха, както и промяна в количеството и разпределението на валежите по сезони в основните земеделски райони на Южна и Северна България. Честотата на екстремните явления с метеорологичен произход отбелязва чувствително повишение (Malcheva et al, 2022, Nikolova et al, 2022). Според последния доклад на Световната банка за развитие, публикуван в началото на 2019 г., се очаква

българското земеделие да бъде повлияно от промените в климата сега и през следващия 30-годишен период

 Влияние върху добивите оказват екстремните явления като: суша, затопляне на зимите; суховеи; валежи от град, интензивни валежи и преовлажнение, силен вятър в по-късните фази от развитието им. Успешното развитие и добрите добиви при зимните житни култури се определят от времето на предсеитбена подготовка и сеитба, както и от съчетанието на топлина и влажност в периода – от покълване до фаза масово братене, и по време на фазите изкласяване, цъфтеж и млечна зрялост. Месеците април и май са посочени от специалистите като критични, защото са много тясно свързани с добива. Затова в народната агрометеорология хората свързват хляба с дебелия сняг през зимата и с валежите през май. Данните показват, че биологията на тези растения е такава, че няма ли достатъчно почвена влажност в периода на появата на класовете и на техния цъфтеж, добивите ще са ниски.

Какво е влиянието на метеорологичните условия върху добива и качеството на пшеницата?

Добър пример за това влияние у нас са хидротермалните режими през две последователни стопански години – 2019 – 2020 и 2020 – 2021. Анализите на данните на Министерство на земеделието (МЗХГ) показват, че полученото количество зърно в страната през последния 5-годишен период е най-високо през 2021 г. и най-ниско през 2020 г. (Аграрен доклад 2021 г.). В Североизточните и Югоизточните райони добивите през втората стопанска година са два пъти по високи (Фиг. 4). С най-устойчиви стойности е Южен централен район. И през двете години добивът е най-много в Северозападния административен район.

Фигура 4: Добиви в кг/дка по райони реколти 2020 и 2021 г.

2020 г. е една от двете най-топли години в света, а също и у нас

(Бюлетин НИМХ, 2021 г.). В страната ни е отчетено през есенния период положително температурно отклонение, спрямо нормата, като на места е повече от 5⁰С (от 5,1⁰С във Видин до 6.8⁰С в Сливен). Лятната суша през 2020 г. обхваща и есента, като води до забавяне на предсеитбената обработка и закъснение на сеитбата на есенниците в цялата страна. През същата година е отбелязан продължителен, сух период от 25 май до 3 септември. Впоследствие падналите валежи през зимата и началото на пролетта попълват водните запаси в цялата страна. 

Фигура 6. Сума на валежите в мм есенно-зимно влагонатрупване и пролетно развитие 2020/2021 г.

Установено е, че сумарен валеж през този период от около 300 мм е достатъчен, за да обезпечи с вода растенията преди настъпването на репродуктивна фаза (Казанджиев и колеги, 2012). Отчетеният през 2021 г. сумарен валеж от сеитбата до фаза братене във всички станции надвишава 300 мм (Фиг. 5). Най-високи са количествата в Югоизточна България, Кърджали, т.е. в район, който не е типичен за производство на зърно, със средиземноморско влияние и с добре изразен минимум през лятото. Въпреки сухия период в началото на стопанската година, топлата зима предполага по-активни вегетационни процеси и посевите компенсират закъснението. Сумарните валежи за периода октомври – март са между 332 мм за Пловдив и над 634 мм за Кърджали през втората стопанска година 2020 – 2021. Тези количества са значителни, а това е важно условие за добър старт на фаза вретенене. В резултат и на вегетационните валежи, добивите през 2021 г. са най-високи за целия 5-годишен период. 

Какви са добивите на пшеница през 2021 – 2022?

Анализите и обработката още не са приключили, но предварителните данни показват по-високо общо количество от около 790 мил. тона или с около 15 мил. тона повече в сравнение с предходната година общо за всички райони на света (Фиг. 7). Въпреки това – в резултат от метеорологичните условия, конкретно за Европейския съюз, Русия, Украйна, включително и България, добивите през предходната 2020 – 2021 г. остават малко по-добри. Страни като Индия и САЩ са с по-добра реколта през настоящата година, а добивите в Китай не се различават от тези през 2020 – 2021 г.

Фигура 7. Добиви за 2022 г. по предварителни очаквания на FAO

През тази стопанска година по всичко личи, че интензивните засушавания в Европа не са засегнали силно пшеницата. Като време те се случиха по-късно от критичните фенофази и дадоха отражение върху добивите на ориз, царевица и пролетни култури. Несигурността на пазара на пшеница беше породена не толкова от екстремални климатични явления, колкото от икономическа криза и войната в Украйна.

Как отглеждането на пшеница да се адаптира към промените в климата? 

Тенденциите за промяна и динамиката на метеорологичните елементи извеждат като приоритет отглеждането на подходящи, добре адаптирани към отделните климатични райони сортове и култури.

Както в миналото, така и в бъдеще пшеницата ще остане основна култура в сектора. Но промените в климата оказват влияние върху условията на растеж и развитие и на житните култури. В бъдеще дебелият сняг през зимата у нас може да остане само добър спомен, а снежната покривка по високите части на страната да се появява с идването на пролетта. Необходима е прецизна прогноза за времето и специализирани прогнози за фенологично развитие на вида и появата и разпространението на икономически значимите болести и неприятели за всеки отделен район на отглеждане. Моделирането е добър метод, който може да допринесе за устойчивост при добивите.

Подробни и по-прецизни изследвания за разширяване на ареалите на разпространение във височина няма да загубят актуалност. И при пшеницата, както и при повечето земеделски култури, се работи в посока към биологично производство и увеличаване на устойчивите практики. Селекционната работа, свързана с физиологичните реакции на стресови, метеорологични явления и подхранване е с основно значение. Интересен факт е, че пшеницата има 16 милиарда базови двойки или 5 пъти по-сложен геном от този на човека.

Дали поливането при пшеницата може да е ефективно? 

Към момента пшеницата у нас се отглежда в условия на естествено овлажняване и разчита само на сумите на валежите. Това е основната причина за нестабилни добиви. В настоящия момент и състояние на поливните ни системи тази мярка изглежда нереална. Като всяка друга култура и пшеницата ще реагира добре на напояване. Може да се направят икономически анализи на подходящи, напоявани предшественици, които да оставят по-добри влагозапаси както и финансова обосновка на напояване на площите в критични към влагата моменти от фенологията им.

Връзката между растениевъдството, метеорологичните условия и климатичните промени е двупосочна 

Затова все повече внимание се обръща на вредните емисии и изразходваната енергия при почвените обработки. Практика с негативно въздействие върху климата, почвата и биоразнообразието е монокултурното отглеждане. Категорично трябва да се заложи на сеитбообращението. По данни от анкета БАНСИК на отдел „Агростатистика“, през 2020 г. отглеждане на пшеница след пшеница има едва върху 6,5% от площите, при 7,5% през 2019 г. Отбелязано е, че за реколтата през 2020 г. върху около 93% от площите с пшеница, е извършен добър сеитбооборот. След окопни култури са засети 74,3% от площите с пшеница, при 67,8% през предходната година. В сеитбооборота на пшеница през 2020 г. са включени 1,7% угари. Подходящи предшественици намаляват разходите за обработка, болестите и неприятелите, могат да обогатяват почвата и да са източник на допълнителни приходи. Добри предшественици за житните най-често са окопни (слънчоглед), бобовите и зеленчуковите култури.

Кои сортове са устойчиви на стресови фактори и са подходящи за биологично земеделие?

Устойчивостта към стресови фактори в голяма степен се припокрива с изискванията към сортове за биологично производство. Смята се, че биологичното земеделие предполага много по-разнообразна среда, в сравнение с конвенционалното и изисква адаптивност и стабилност на добивите (Bozhanova & Dechev, 2009; Uhr et al, 2017).

Акцентира се върху 4 групи критични признаци в полза на устойчивото земеделие: 

1. ефективно използване на хранителните вещества;
2. конкурентност към плевелна растителност;
3. устойчивост на болести и неприятели и
4. стабилност на добива и качеството.

Сред най-новите селекции у нас е сорт „Блан“, който е средно ранен, с височина около 90 см, устойчив на полягане и стресови фактори като повратни студове и суховеи. Подходящ е за райониране в цялата страна и е пригоден за биологично производство. Сортовете „Сашец“ и „Фермер“ имат много добра сухоустойчивост, както и добри показатели за органично производство. Още един признак, който се предпочита в момента е по-ниското и здраво стъбло, което проявява висока устойчивост към полягане. С комплексни качества като екологична пластичност и стабилни добиви са селектирани сортовете „Фермер“, „Диамант“, „Боряна“, „Никобо“.

Въпреки високите добиви и добри стопански качества на нашите сортове, справка със списъка в аграрния доклад на МЗХГ показва, че българските фермери все още предпочитат сортове от чужди производители (Аграрен доклад 2020).

И ако в случая разказвахме приказка, тя със сигурност нямаше да завърши като историята в „Житената питка“. Питката няма да се търкулне по широкия бял път, защото през зимата все по-рядко има сняг. Като стигне нивата, няма да попита малките зрънца дали спят под топлото одеяло, защото одеяло няма, а периодът се затопля и растенията не са в дълбок покой, защото през зимата наваксват изоставането от есенните засушавания.

Източник заглавна снимка: Adobe Stock Images (свободен лиценз)

В статията са използвани материали от:

1. Bozhanova, V. & Dechev, D. (2009). Проблеми и перспективи, свързани с отглеждането на житни култури по биологичен метод. Proceedings of Scientific Conference, 4-5 June 2009, Stara Zagora. Selskostopanska nauka, 1, 322-327 (Bg).
2. Георгиева В. (2014). Автореферат към дисертация “Изследване на естественото овлажнение на основни почвени типове за отглеждане на зимна пшеница в България”.
3. Казанджиев В, Георгиева В, Жолева Д. (2012). Оценка на агрометеорологичните условия за отглеждане на зими, житни култури в България. Bul.J.Meteo&Hydro17/5, 1-24
4. Malcheva, Kr., Bocheva L., Chervenkov Hr. (2022). “Spatio-Temporal Variation of Extreme Heat Events in Southeastern Europe”. Atmosphere 13, no. 8: 1186
5. Lev-Yadun S, Gopher A, Abbo S. Archaeology.(2000). The cradle of agriculture. Science, 2000 Jun 2;288(5471):1602-3. doi: 10.1126/science.288.5471.1602. PMID: 10858140.
6. Nikolova N., Ratchev, G., Gera M., Krenchev D., M & Matev, S. (2022). Extreme air temperatures at Thesouthwestern slope of Pirin Mountain (Bulgaria). l’Acad ́emie bulgare des Sciences, Tome 75, No 1, GEOPHYSICS, Meteorology
7. Uhr, Z., Ivanov, G. & Rachovska, G. (2017). Suitability of wheat varieties for organic farming systems. Rastenievadni nauki (Bulgarian Journal of Crop Science), 54(1), 3–14 (Bg).
8. Monthly hydrometeorological bulletin. National institute of meteorology and hydrology of Bulgaria, 2008-2021, Sofia, ISSN 1314-894X (print) ISSN 2815-2743 (online), http:// bulletins.cfd .meteo.bg/
9. https://www.consilium.europa.eu/bg/policies/climate-change/
10. ГЕОГРАФИЯ НА ЗЪРНОПРОИЗВОДСТВОТО В БЪЛГАРИЯ (kabinata.com)
11. https://geografia.kabinata.com/17.htm
12. https://www.fao.org/3/cb9180en/cb9180en.pdf
13. operativen_analiz_2022-03-02_cUb88rd.pdf (government.bg)