ОПТИМІЗАЦІЯ ВИРОЩУВАННЯ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ З УРАХУВАННЯМ СЦЕНАРІЮ RCP8.5 В УМОВАХ ПІВДЕННОГО СТЕПУ УКРАЇНИ

Т.С. Жигайло; О.Л. Жигайло

doi:10.32848/agrar.innov.2026.36.16

Т.С. Жигайло Інститут кліматично орієнтованого сільського господарства Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0002-9580-5922
О.Л. Жигайло Одеський національний університет імені І.І. Мечникова https://orcid.org/0000-0002-3552-327X

DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2026.36.16

Ключові слова: кліматичні зміни, агрокліматичні умови, фотосинтетична продуктивність, моделювання врожайності, посушливі явища, режим поливу

Анотація

Мета. Наукове обґрунтування та оптимізація вирощування пшениці озимої в умовах кліматичних змін за сценарієм RCP8.5 у Південному Степу України з урахуванням раціонального використання зрошення.
Методика. Для оцінювання продуктивності культури застосовано математичну модель MODSOL-6, адаптовану до біологічних особливостей пшениці озимої. Модель описує основні процеси формування врожаю та включає блоки радіаційного і теплового режимів, водного балансу, мінерального живлення, фотосинтезу, дихання, росту і розподілу асимілятів. Розрахунки виконано на основі декадних метеорологічних даних із урахуванням показників водного режиму ґрунту та параметрів зрошення. Чисельні експерименти проведено для базового (1986–2005 рр.) і прогнозного (2031–2050 рр.) періодів.
Результати. Встановлено зміщення строків відновлення весняної вегетації в середньому на 9 днів пізніше та скорочення тривалості вегетаційного періоду приблизно на 8 днів. Виявлено значну міжрічну варіабельність фаз розвитку культури. Прогнозується підвищення максимальних температур і зменшення кількості опадів близько на 12 %, що призводитиме до погіршення вологозабезпечення посівів. Дефіцит вологи визначено як основний лімітуючий фактор, який обмежує формування листкової поверхні, інтенсивність фотосинтезу, накопичення біомаси та врожайність. Показано, що лише близько 30 % років будуть сприятливими для формування високої врожайності, тоді як у більшості років домінуватимуть посушливі умови, що знижуватимуть урожайність до 0,9–3,5 т/га. За умов середньої посухи максимальний приріст біомаси, що припадає на фазу колосіння становитиме лише 172 г/м2, за посиленням інтенсивності посухи він суттєво зменшується (в 1,5…3,5 рази). Моделювання довело високу ефективність зрошення: за середньої посухи полив нормою 2000 м³/га забезпечує врожайність понад 5 т/га, тоді як за сильних посух необхідне збільшення поливних норм до 4000 м³/га.
Висновки. Кліматичні зміни за сценарієм RCP8.5 спричинятимуть підвищення температур і зниження вологозабезпечення, що негативно впливатиме на продуктивність пшениці озимої. Основним обмежуючим фактором є дефіцит вологи. Оптимізація режимів зрошення з урахуванням інтенсивності посухи є ключовим чинником стабілізації врожайності та забезпечення ефективного вирощування культури в умовах Південного Степу України.

Посилання

Zhovtonoh, O., Filipenko, I., Demenkova, T., Polishchuk, V., & Butenko, YU. (2018). Planuvannia zroshennia z urakhuvanniam zminy klimatu ta intensyvnosti posukh u stepovii zoni Pivdennoi Ukrainy [Irrigation planning taking into account climate change and drought intensity in the steppe zone of Southern Ukraine]. Melioratsiia zemel ta upravlinnia vodnymy resursamy, 107 (1), 37-46. https://doi.org/10.31073/mivg201801-114 [in Ukrainian].

Tararyko, Yu., Soroka, Yu., & Saydak, R. (2020). Zmina klimatu ta ekonomichna efektyvnist silskohospodarskoho vyrobnytstva u stepovii zoni [Climate change and economic efficiency of agricultural production in the steppe zone]. Melioratsiia zemel ta upravlinnia vodnymy resursamy, 56-69. https://doi.org/10.31073/mivg202002-256 [in Ukrainian].

Bazaliy, H.H., & Usyk, L.O. (2018). Adaptyvna zdatnist sortiv ozymoi pshenytsi ta selektsiinoho materialu v umovakh Pivdennoho Stepu [Adaptive ability of winter wheat varieties and breeding material in the conditions of the Southern Steppe]. Vyvchennia ta zakhyst sortiv roslyn, 14(2), 183-189 https://doi.org/10.21498/2518-1017.14.2.2018.134770 [in Ukrainian].

Chauhdary, J. N., Li, H., Ragab, R., & Rakibuzzaman, M. (Eds.). (2024). Climate Change Impacts on Future Wheat (Triticum aestivum) Yield, Growth Periods and Irrigation Requirements: A SALTMED Model Simulations Analysis. Agronomy. Vol. 14. Is. 7, P. 1484 https://doi.org/10.3390/agronomy14071484

Liashenko, H.V., Danylova, N.V., Kolosovska, V.V., & Tolmachova, A.V (2022). Tendentsiia zminy ahroklimatychnykh umov formuvannia vrozhaiu prosa do 2050 roku u stepovii zoni Ukrainy [Tendency for change of agroclimatic conditions for formation of millet yield by 2050 within the Steppe zone of Ukraine]. Ukrainskyi hidrometeorolohichnyi zhurnal, (29), 20-31 https://doi.org/10.31481/uhmj.29.2022.02 [in Ukrainian].

Polovyi, A.M., & Shablii, O.V. (2016). Radiatsiino-teplovi resursy stepovoi zony Ukrainy na period do 2050 r. pid vplyvom zmin klimatu [Radiation and temperature resources of the Steppe zone of Ukraine under climate change conditions until 2050]. Ukrainskyi hidrometeorolohichnyi zhurnal, (18), 82-89. https://doi.org/10.31481/uhmj.18.2016.0 [in Ukrainian].

Romashchenko, M.I., Yatsiuk, M.V., & Shevchenko, A.M. (2020). Irrigation development and its role in ensuring food security under climate change in Ukraine. Land Reclamation and Water Management, 1, 5-14. https://doi.org/10.31073/mivg202001-235

Vozhehova, R.A. (2019). Napriamy adaptatsii haluzi roslynnytstva do rehionalnykh zmin klimatu. Klimatychni zminy ta silske hospodarstvo. Vyklyky dlia ahrarnoi nauky ta osvity [Directions of adaptation of the crop production sector to regional climate changes. Climate change and agriculture. Challenges for agricultural science and education]. Zbirnyk tez II Mizhnarod. nauk.-prakt. konf., 10-12 kvitnya 2019 roku. Kyyiv –Mykolayiv – Kherson : DU NMTS «Ahroosvita», 6-8 [in Ukrainian].

Hamaiunova, V.V. (2019). Vyroshchuvannia pshenytsi ozymoi na zroshenni na zasadakh biolohizatsii [Growing winter wheat under irrigation based on biologization]. Mykolayiv: MNAU, 40 [in Ukrainian].

Gao, Y., Wang, L., & Yue, Y. (2024). Impact of irrigation on vulnerability of winter wheat under extreme climate change scenario: a case study of North China Plain.

Frontiers in Sustainable Food Systems. Vol. 7:1291866. https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.1291866

Tanaka, А., Takahashi, K., Masutomi, Y., & Hanasaki, N. (Eds.). (2015). Adaptation pathways of global wheat production: Importance of strategic adaptation to climate change. Scientific Reports. Vol. 5. 14312. https://doi.org:10.1038/srep14312.

Asseng, S., Ewert, F., Rosenzweig, C., & Jones, J. W. (Eds.). (2015). Rising temperatures reduce global wheat production. Nature Climate Change. Vol. 5. P. 143-147. https://doi.org/10.1038/nclimate2470

Zhao, C., Liu, B., Piao, S., & Wang, X. et al. (2017) Temperature increase reduces global yields of major crops in four independent estimates. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. Vol. 114, № 35. P. 9326-9331. https://doi.org/10.1073/pnas.1701762114

Polevoy A.N., & Khokhlenko T.N. (1996). Modeling agricultural crop yield on irrigated chernozems of the Danube province. Eurasian Soil Science. Vol. 28. Is. 12. P.280-290.

Stepanenko, S.M., & Polovyi, A.M. (Eds.). (2018). Klimatychni ryzyky funktsionuvannia haluzei ekonomiky Ukrainy v umovakh zminy klimatu [Climate risks of the functioning of the branches of the economy of Ukraine in the context of climate change]. Odesa: «TES», 548 [in Ukrainian].