У дисертаційному дослідженні наведено теоретичне узагальнення і здійснено нове вирішення наукової задачі із важливої проблеми оцінки агрометеорологічних умов формування продуктивності сортів та гібридів кукурудзи різних груп стиглості та прогнозування урожайності кукурудзи в Україні. Досліджено вплив можливої зміни клімату на продуктивність однієї із провідних сільськогосподарських культур в Україні - кукурудзи. Виконана робота спрямована на створення науково-методичної бази агрометеорологічного забезпечення сільського господарства України та агрокліматичного обґрунтування адаптації агротехніки вирощування та можливості розширення ареалу вирощування кукурудзи на зерно пізніх сортів та гібридів у зв'язку із зміною клімату. Головні наукові і практичні результати роботи полягають у наступному. 1. Адаптовано та модифіковано базову модель продуктивності посівів сільськогосподарських культур А.М. Польового стосовно культури кукурудзи. В моделі враховано біологічні особливості сортів та гібридів кукурудзи різних груп стиглості. 2. Для кожної грунтово-кліматичної зони України ідентифіковано параметри моделі, що характеризують процеси фотосинтезу, дихання, розподілу асимілятів, росту і розвитку рослин кукурудзи. Проведено перевірку адекватності моделі за період 2001-2004 рр. для 24 областей та АР Крим (100 випадків). Відносна похибка розрахунку загальної біомаси складає 18%, біомаси зерна - 16%. 3. За показниками тепло- та вологозабезпечення вегетаційного періоду кукурудзи проведено осереднення типів погоди для формування урожаю кукурудзи на території України, виконано їх типізацію і виділено основних 7 типів погодних умов. Наприклад, І тип – вологий. Суми температур за вегетаційний період не перевищують 1400–1500 єС. Волога, дощова холодна погода затримує розвиток культури. Урожай зерна низький. Наведено оцінку ймовірності типів погоди для різних грунтово-кліматичних зон. 4. Вперше для території України виконано чисельні експерименти із моделлю продуктивності кукурудзи, за результатами яких встановлено, що із збільшенням щільності світлового потоку продуктивність рослин збільшується за будь-яких умов зволоження ґрунту, однак найбільший приріст біомаси за оптимальної температури спостерігається лише на фоні достатнього зволоження ґрунту (при запасах вологи у метровому шарі ґрунту 75-80 % найменшої вологоємкості). За оптимальної температури повітря і дефіциту вологи (запаси вологи у метровому шарі ґрунту 30 % найменшої вологоємкості) максимальна продуктивність фотосинтезу майже у 1.4 рази менша, ніж при оптимальній вологозабезпеченості. 5. На основі чисельних експериментів із моделлю продуктивності кукурудзи встановлено, що у декаду викидання волоті спостерігається найвища продуктивність фотосинтезу (12,8 мгСО2/дм2год.) при температурі 25 С. При зниженні температури повітря у цей період до 10 С, незалежно від умов зволоження, максимальна продуктивність фотосинтезу посівів знижується у півтора рази. 6. За результатами чисельних експериментів показано відмінності у динаміці показників процесу фотосинтезу посівів кукурудзи залежно від умов вологозабезпечення. Встановлено, що у засушливі роки за високої температури повітря впродовж вегетації (аналог 1999 рік) площа листків набагато менша, різко зменшується продуктивність фотосинтезу, порівняно із кліматичними умовами. Максимальна продуктивність фотосинтезу спостерігається у більш ранні строки. У дуже вологі роки (аналог 1997 рік) чиста продуктивність фотосинтезу вища, її максимальні величини спостерігаються у строки, близькі до звичайних. Чиста продуктивність фотосинтезу посіву за посушливих умов становить 6,81 г/м2добу і спостерігається у 7-й декаді вегетації, за вологих умов вона спостерігається у 9-ту декаду вегетації і становить 8,94 г/м2добу. 7. На основі виконаної за модельними розрахунками оцінки ефективності різних строків сівби і сходів кукурудзи у різних грунтово-кліматичних зонах України показано, що строки сівби і сходів визначають значні відмінності чистої продуктивності фотосинтезу посіву і формування площі асимілюючої поверхні. Для північного і південного Степу чиста продуктивність фотосинтезу при ранніх сходах вища на 0,3-0,8 г/м2добу, ніж за середніх багаторічних і пізніх строків сходів. Найвища урожайність зерна кукурудзи за середніх багаторічних значень метеорологічних величин можлива за ранніх строків сівби та сходів, що пов'язано із формуванням урожаю у степовій і лісостеповій зонах країни за більш сприятливих умов зволоження (до настання літніх засух). 8. Виконано зіставлення розрахованих по моделі щодекадних кількісних оцінок впливу агрометеорологічних умов на формування урожаю за поточними даними та оцінок, розрахованих за кліматичними даними. Зіставлення показало задовільне співпадіння зміни оцінок із зміною агрометеорологічних умов. 9. Запропоновано метод оцінки агрометеорологічних умов формування продуктивності та прогнозу середньообласного урожаю кукурудзи в Україні. Виконано порівняння розрахованої за допомогою моделі середньої обласної урожайності кукурудзи із фактичною урожайністю по 24 областях та АР Крим. Перевірка справджуваності прогнозів урожаю за 2001-2004 роки показала, що похибка становить 7-17 %, середня за 4 роки похибка становить 10%. Метод прогнозу урожаю кукурудзи впроваджено у практику Українського гідрометцентру для оперативного агрометеорологічного забезпечення сільського господарства України. Метод рекомендовано для використання в усіх обласних Центрах з гідрометеорології України, як основний метод оцінки та прогнозу урожаю кукурудзи. 10. На основі аналізу багаторічних даних спостережень гідрометеорологічної мережі України виявлено тенденцію зміни агрокліматичних умов вирощування сільськогосподарських культур в Україні в останні десятиріччя 20-го століття. Встановлено, що в останні десятиріччя на всій території України існує тенденція до потепління не тільки в холодний, а і в теплий період року. Зміна температурного режиму призводить до зміни у розвитку природних процесів – більш ранніх строків настання м’якопластичного стану ґрунту, переходу середньодобових температур через 0, 5, 10, 15 С, збільшенню тривалості вегетаційного періоду. Простежується тенденція до деякого зменшення річної кількості опадів. 11. На основі кліматичних сценаріїв розглянуто зміну фазового розвитку сортів та гібридів кукурудзи різних груп стиглості при збільшенні вмісту СО2 в атмосфері. Встановлено, що за умов реалізації кліматичних сценаріїв на основі моделей GFDL та UKMO (для умов подвоєння вмісту СО2,) і GFDL-30% (збільшення вмісту СО2 на 30%), температурний режим ранньовесняних місяців (прогрівання повітря та ґрунту на глибині 8-10 см) дозволить проводити сівбу кукурудзи у середині березня, сходи можуть бути отримані вже у кінці цього місяця. Відбудуться значні зміщення усіх дат настання фенологічних фаз розвитку кукурудзи на більш ранній строк. Вегетаційний період у середньому скоротиться на 10-20 днів для ранніх та на 30-46 днів для середньопізніх та пізніх гібридів. 12. За умов реалізації різних кліматичних сценаріїв фотосинтетична продуктивність посівів кукурудзи зазнає істотної зміни внаслідок зміни теплозабезпечення та вологозабезпечення в усіх грунтово-кліматичних зонах України. Наприклад, у північному Степу за умов реалізації кліматичного сценарію GFDL-30 %, можливе зменшення урожайності ранніх та середньоранніх гібридів на 0.15-0.25 т/га та значне (на 1.4-2.4 т/га) збільшення урожайності середньостиглих, середньопізніх та пізніх гібридів. Підвищення температури повітря в усі весняні та літні місяці у зоні Полісся призведе до значного зростання теплозабезпечення вегетаційного періоду, внаслідок цього з’являється можливість вирощування середньопізніх і навіть пізньостиглих гібридів кукурудзи, потенційна урожайність яких вища, ніж ранніх та середньоранніх гібридів на 30-50 %. Виконана оцінка зміни агрокліматичних умов вирощування гібридів кукурудзи різних груп стиглості дозволяє обґрунтовувати розширення ареалу вирощування кукурудзи на зерно пізніх гібридів у зв'язку із можливою зміною клімату. | 