О влиянии магнитных геофизических аномалий на урожайность пшеницы

Предисловие ИА REGNUM

Доклад кандидата географических наук Петра Владимировича Люшвина на ХХVII юбилейном (25 лет) заседании Всероссийского междисциплинарного семинара — Международной конференции геологического и географического факультетов МГУ «Система Планета Земля» 29 января — 1 февраля 2019 года.

* * *

В прошлом году мы рассказали об уникальном комплексном исследовании, проведённом в Институте геодинамики и геологии ФГБУН ФИЦКИА РАН (Архангельск) под руководством доктора геолого-минералогических наук Юрия Григорьевича Кутинова (см. «Земля как система оболочек, объединённых каналами глубинной дегазации»), в котором было изучено влияние глубинной дегазации Земли и магнитных аномалий на продуктивность биоты Архангельской области. Оказалось, что от влияния данных факторов существенно зависит рост и видовой состав леса, урожайность и содержания витаминов в лесных ягодах и пр.

Петру Люшвину удалось собрать и проанализировать немногочисленные и разрозненные данные, которые позволили оценить масштабы проблемы влияния магнитных аномалий на урожайность сельскохозяйственных культур. Экономическая целесообразность разработки специальных адаптивных агротехнологических методов для районов магнитных аномалии, позволяющих нивелировать или, наоборот, оптимизировать влияние данного фактора, не вызывает сомнений.

* * *

Введение, использованные данные

Из имеющихся литературных источников относительно влияния магнитных полей на урожайность пшеницы следуют неоднозначные, а порой, противоречивые выводы. Утверждается положительное воздействие кратковременных приращений магнитных полей на развитие корневой системы [1], наличие прямых (местами обратных) зависимостей между природными изменениями магнитного поля на сотые-тысячные доли процента и урожайности [2]. Спады урожайности в районах положительных аномалий на % и более, например, в регионе Курской магнитной аномалии (КМА) объясняют открытыми разработками руды, что привели к падению уровня грунтовых вод на десятки и даже сотни метров [3].

Для проверки влияния на урожайность значимых магнитных аномалий (на десятые доли процента и более) нами были рассмотрены регионы не столь подверженные антропогенным спадам уровня грунтовых вод — Брянская, Калужская и Орловская области, северо-восток Харьковской области (Рис. 1) и Одесская область с прилегающими к ней не аномально высоко намагниченными районами Николаевской области и юга Молдавии (Рис. 2).

По урожайности пшеницы использовались фрагментарные материалы районного уровня обобщения за период с 2000 по 2018 годы из справочных интернет изданий, отчетов губернаторов и районных руководителей, например, [4].

Для оценки влияния природных магнитных аномалий на урожайность пшеницы фрагментарно привлекались временные и площадные ряды урожайности озимой и яровой пшеницы, кукурузы и подсолнечника. Выполнение этого связано с тем, что в статистических сборниках и газетных заметках часто приводятся только обобщенные материалы по совместной урожайности озимой и яровой пшеницы, пшеницы вместе с кукурузой и т.п. Из анализа хода урожайности на юге Одесской области (Рис. 3 и 4) и юга Молдавии (Рис. 5) в общем следует синфазность урожайности зерновых с подсолнечником и кукурузой как по времени, так и по пространству [7].

Локальные минимумы величин урожайности пшеницы в 2003, 2007 и 2009 годах были именно в засушливые годы — локальные минимумы осадков (Рис. 6). Локальный минимум урожайности в 2012 году не сопровождался аналогичным минимумом осадков. Но лето бы исключительно жарким. После коррекция величин осадков на повышенное температурное испарение и здесь появляется локальный минимум.

Из данных дистанционного зондирования использовались текущие и осредненные карты индексов вегетации NDVI и влажности почвы по материалам пассивной и активной радиометрии.

* * *

Наложение карт урожайности зерновых на карты магнитных аномалий

Величины урожайности на юго-западе центрального федерального округа и севера Харьковской областей за 2001−2018 годы были разнесены по 5−7 уровням-градациям для каждой из областей (чтобы нивелировать почвенную, влажностную и пр. неоднородности между областями). Выбирать конкретные значения уровней урожайности не стали из-за их межгодовых и погодных флуктуаций, разнообразия антропогенных усилий (изменение посевного материала, внесение удобрений, борьба с вредителями, использование техники и т.п.). Оказалось, что в каждой области одни районы постоянно в передовиках, другие всегда в отстающих. Из наложения карты магнитных аномалий на схему градаций урожайности зерновых следует, что подавляющему большинству очагов аномально высокого магнитного поля характерны районные минимумы урожайности (Рис. 7). Отдельные несовпадения, возможно, связаны с тем, что площадь магнитных аномалий составляет менее 1/3−¼ площадей районов и нивелируется при осреднении. Информация в такой форме аграриями и геологами не доводится до региональных администраторов. В результате, например, губернатор Белгородский области, специалист в области сельского хозяйства, понимает, что у наблюдающихся контрастов величин урожайности между районами в 2,5 раза: «Я думаю, что здесь есть над чем задуматься и районам отстающим, их руководителям и специалистам, которые работают в сельском хозяйстве» [9].

В целом аналогичная картина и Одесском регионе. Минимальная урожайность в центральных и северных районах области над аномалией магнитного поля. Высокая урожайность в соседних не аномальных северо-западных и юго-западных районах области, в примыкающих районах Николаевской области и юге Молдавии (Рис. 8). Председатель обладминистрации считает, что нет причин для спадов урожайности зерновых вдвое в центральных и северных районах области по сравнению с соседними и говорит с возмущением «мне кажется, что-то здесь не так!» [10].

Майские значения влажности почвы в КМА и в центре Одесской области аналогичны фону (Рис. 9а). В июне 2007 года величины индекса вегетации NDVIв обсуждаемых аномалиях аналогичны фону (NDVI не менее «зелен»), а то и выше на 0,1−0,3 («зеленей») фона (Рис. 10a). По-видимому, это эффект воздействия магнитного поля на развитие корневой системы. В июле все наоборот, в аномальных зонах значения влажности почвы ниже на 0,05−0,1 чем вне аномалий, величины NDVI ниже фона на 0,1−0,3 (значения NDVI «серее») (Рис. 9b и 10b) [11].

Анализ региональных карт почв и агроклиматических ресурсов не демонстрирует аналогичных локальных площадных аномалий (Рис. 11). В центре Одесской области рассматриваемые параметры среды идентичны западу Николаевской области. В районе Одессы — юго-западу Одесской области и юго-западу Николаевской.

Аналогично получается и при анализе оперативных данных. В конце апреля недостаточно увлажнена почва Курской, Белгородской, Тамбовской и Тульской областей (Рис. 12a) [15]. В сентябре локальные минимумы влажности почвы на севере Курской и юге Белгородской областей, а также на севере Брянской и Калужской — в зонах магнитных аномалий (Рис. 12b).

В завершении были сопоставлены карты почвенной влаги и магнитных полей в Европе (Рис. 13). Весной у границы Германии и Дании, у северо-востока Польши (как и над одесской аномалией, и КМА) весной почва над магнитными аномалиями увлажнена также, как и в окрестностях. В Чехии и в центре Польши спад влагозапаса над аномалиями 20−40 мм (Рис. 13a и 13c). К середине — концу лета, повсеместно в намагниченных зонах влажность почвы ниже фона на 40−80 мм (рис.13b и 13c).

Дефицит влаги в почве значимо снижает урожайность зерна. В засушливые годы урожайность на орошаемых участках превышает урожайность на неорошаемых в три и более раз [18−20]. Традиционно сопоставляют величины урожайности зерновых в России и Украине с Германией — в последней, как правило, осадков и урожайность в разы больше.

* * *

Выводы

Аномальные магнитные поля повсеместно приводят к спадам урожайности в несколько раз по сравнению с соседними районами, на территории которых подобные аномалии отсутствуют даже при одинаковых почвах, орографии, уровне осадков и применяемых агротехнологиях.

После таяния снега и весенних дождей почва над магнитными аномалиями увлажнена также, как и в территориях без аномалий. Однако на снимках со спутников (NDVI) участки проявления магнитных аномалий выглядят более зелёными, что свидетельствует о положительном воздействии магнитного поля на развитие корневой системы растений. К середине — концу лета, напротив, над магнитными аномалиями наблюдается пониженная влажность почвы и преобладание серого цвета на снимках NDVI, что говорит об отставании созревания сельскохозяйственных культур на данных участках и, как следствие, уменьшению урожайности. Магнитная ионизация обуславливает не только образование локальных минимумов влажности в атмосфере, но и в почве, что приводит к её высушиванию за счет испарения более интенсивно развивающейся растительности.

Известно, что крестный ход, сопровождающий чудотворную Курскую Коренную икону Божией Матери и сатирически изображённый на знаменитой картине Ильи Ефимовича Репина, для многих его участников был одновременно молением о дожде. Считается, что засухи, охватившие в XIX веке практически всю Центральную Россию, были вызваны сплошной вырубкой лесов, следы которой также запечатлены на шедевре классика. Из нашего исследования следует, что засухи, особо свирепствовавшие в Курской губернии, усугублял ещё один фундаментальный фактор, ранее исследователям не известный — магнитные аномалии. Фактор, который продолжает по-прежнему «безнаказанно» работать против российского земледелия и в XXI веке.

На участках с аномально высоким магнитным полем для частичной минимизации ущерба урожайности зерновых целесообразно обеспечить орошение или сменить с/х культуры, включая размещение хвойных делянок, аэродромов, ветряков, солнечных электростанций, ЛЭП, различных полигонов и т.п. Перечисленное выше было ранее неоднократно фрагментарно исследовано и описано, однако аграриями и геологами эти факты комплексно и систематически не доводятся до руководителей отрасли и регионов.

* * *

Литература

1. Мосин О.В. Магнитная вода. Интернет-портал o8ode.ru.

2.Савин И.Ю., Лео О. Гелиообусловленные флуктуации магнитного поля Земли и статистическая урожайность пшеницы (TriticumL., 1753). // Сельскохозяйственная биология. 2016, Том 51, №3, С.351−359.

3. Экологические последствия влияния КМА на растительный и животный мир // Курская магнитная аномалия и ее влияние на природу.

4. Сайт Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Курской области.

5. Карта аномального магнитного поля Центрального федерального округа // Сайт Всероссийского научно-исследовательского геологического института им. А.П. Карпинского (ВСЕГЕИ).

6. Карта аномального магнитного поля (ΔТа) Украины // Карты по геологии Украины/

7. Сайт Государственной слуюбы статистики Украины.

8. Parmacli D/, Soroka L. State of the Efficiency of Land in the «Lower Danube» Region // Journal of Danubian Studies and Research, 2016, Vol. 6, №2, p.162−173.

9. Отчёт Губернатора области Евгения Савченко о результатах деятельности Правительства Белгородской области в 2015 году // Сайт Союза «Белгородское областное объединение профсоюзов».

10. Чиновники проверят северные районы Одесской области, где собирают в два раза меньше урожая // Новостной портал Одесской области «Трасса Е-95».

11. Гребень А. С, Красовская И.Г. Анализ основных методик прогнозирования урожайности с помощью данных космического мониторинга, применительно к зерновым культурам степной зоны Украины // Радіоелектронні і комп’ютерні системи, 2012, №2, С.170−180.

12. About Soil Moisture CCI // Europen Space Agency: Climate Change Institute.

13. Климатические зоны Украин // Садовый центр «Азимина+».

14. Ляшенко Г.В. Агроклиматическое районирование Украины // Україньский гідрометеорологічний журнал, 2008, №3, С.98−108.

15. Демидов А.Н., Колдовская Е.В., Куликов М.Е. Многолетние изменения термохалинных характеристик Балтийского моря // Вестник Московского университета, Сер. 5, География. 2018, №4, С.49−56.

16. Inghirami G. et al. Magneto-hydrodynamic simulations of Heavy Ion Collisions with ECHO-QGP // Journal of Physics: Conference Series, 2018, 1024, 012043.

17. Связь магнитных аномалий с рельефом и геологическими структурами в Европе // Харт П. Земная кора и верхняя мантия. М.: Мир, 1972. — 640 с.

18. Шульгин А.М. Климат почвы и его регулирование. Ленинград: Гидрометеорологическое изд-во, 1967. — 282 с.

19. Пруцков Ф. М. Озимая пшеница. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Колос», 1976. — 352 с.

20. Александр Головастов. Украина собрала рекордный за четверть века урожай зерна // «КП в Украине», 16.01.2017.