doi: 10.15389/agrobiology.2016.3.351rus

УДК 633.11:631.559:57.043

 

ГЕЛИООБУСЛОВЛЕННЫЕ ФЛУКТУАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ И СТАТИСТИЧЕСКАЯ УРОЖАЙНОСТЬ ПШЕНИЦЫ (Triticum L., 1753)

И.Ю. САВИН1, 2, О. ЛЕО3

В свете последних научных достижений та большая роль, которую играют геомагнитные процессы в разнообразных явлениях на Земле (в ее атмосфере, биосфере и социальной сфере) становится все более очевидной. В настоящее время известно, что изменение геомагнитного поля во времени во многом предопределяется внутрипланетарными процессами, вращением Земли, а также флуктуациями солнечной активности. В связи с этим данные о явлениях на Солнце и об изменениях в магнитном поле Земли стали широко использоваться в различных областях науки и техники и при решении многих прикладных задач. В огромном числе научных публикаций продемонстрировано воздействие искусственных магнитных полей на культуры. Однако влияние флуктуаций естественного магнитного поля Земли, обусловленных влиянием Солнца, на урожайность сельскохозяйственных растений до сих пор практически не изучено. Мы впервые оценили степень корреляции между гелиообусловленными флуктуациями магнитного поля Земли и урожайностью пшеницы для стран мира, где она возделывается. В качестве объекта анализа была выбрана статистическая урожайность этой культуры, поскольку ее ареал позволяет включить в анализ регионы с различными природными и агротехническими условиями. Фактическая информация об урожайности пшеницы была получена из статистической базы данных FAOSTAT (ФАО, Food and Agriculture Organization, FAO (http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx)). Индекс Кр использовался как индикатор глобальной геомагнитной активности. Величины Кр индекса были осреднены по календарным дням, месяцам и годам. Среднюю величину индекса округляли до наиболее близкого к ней стандартного значения Кр. Среднемесячные величины Кр использовались для вычисления осредненных значений индекса для периода роста пшеницы. Нами установлено наличие статистически достоверной корреляции между межгодовыми изменениями в урожайности пшеницы и гелиообусловленными изменениями магнитного поля Земли. Величина коэффициента корреляции в некоторых странах достигает достаточно высоких значений. Наиболее высокие коэффициенты положительной корреляции установлены для Бельгии (r = 0,7), Кении, Мали и Северной Кореи (для каждой из этих стран r = 0,6). Отрицательная взаимосвязь наиболее сильно проявляется для России (r = -0,8), Украины, Молдовы, Узбекистана и Боливии (r = -0,7). Специфика проявлений корреляции в разных странах мира позволяет предположить присутствие как прямого, так и опосредованного (через изменение метеорологических условий) влияния флуктуаций геомагнитного поля на урожайность культуры. При прямом воздействии наблюдаемая корреляция урожайности с индексом Кр, осредненным для сезона вегетации, должна быть выражена более четко, чем с Кр индексом, осредненным для года. Наш анализ выявил большее число стран со статистически значимой корреляцией в случае сезонного Кр индекса. При этом часто наблюдается следующая закономерность: в случае отрицательной корреляции с годовым значением Кр величина r возрастает при использовании сезонного индекса, а при положительной взаимосвязи между урожайностью и годовым индексом значение r в случае сезонного индекса уменьшается (иногда до статистически незначимых величин). Последнее может объясняться инертностью реакции атмосферных процессов на воздействие флуктуаций геомагнитной активности аналогично тому, что отмечают в отношении влияния Эль-Ниньо и Ла-Нинья на изменение температуры воздуха и количества атмосферных осадков (R. Stefanski, 1994). Более уверенное заключение о значимости прямого и опосредованного влияния может быть, по-видимому, получено при проведении подобного анализа для иных сельскохозяйственных культур, а также посредством уточнения сроков вегетации растений в каждом конкретном году и регионе произрастания.

Ключевые слова: солнечная активность, влияние Солнца на земные процессы, урожайность пшеницы, геомагнитное поле, изменчивость урожайности.

    

Полный текст

 

SOLAR-CAUSED FLUCTUATIONS IN EARTH'S MAGNETIC FIELD AND STATISTICAL WHEAT (Triticum L., 1753) YIELD

I.Yu. Savin1, 2, O. Leo3

In the light of the latest scientific achievements the great role played by the geomagnetic processes in a variety of phenomena in the world (in the atmosphere, the biosphere and the social sphere) becomes more and more apparent. It is known that the temporal variation of the geomagnetic field is determined by interplanetary processes, the Earth's rotation, as well as fluctuations in solar activity. In this connection, the data on the phenomena on the Sun and changes in the Earth’s magnetic field have been widely used in various fields of science and technology and in solving many applied problems. The impact of artificial magnetic fields on the crop growth was demonstrated in the vast number of scientific publications. However, the effect of fluctuations of the natural Earth’s magnetic field caused by the influence of the Sun on the crop yield is still practically unknown. The evaluation of the level of correlation was conducted between solar-caused fluctuations in Earth's magnetic field and statistical wheat yield for countries where the crop is grown. This crop is cultivated in many countries of the world, which allows to include in the analysis regions with different natural and agronomic conditions. Actual information about the wheat yield was obtained from FAO’s statistical database FAOSTAT (http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx). As an indicator of the global geomagnetic activity Kp index was used. Kp index values were averaged for individual days, months, and years. The average value of the index is rounded to the closest standard value of it. Monthly average Kp values were used to calculate the average values of the index for the period of wheat growth. As a result, a statistically significant correlation between the annual change in the yield of wheat and solar-caused changes of Earth’s magnetic field was found. The coefficient of correlation in some countries reaches a sufficiently high value. The highest rates of positive correlation set for Belgium (r = 0.7), Kenya, Mali and North Korea (at r = 0.6 for each country). The negative relationship is most pronounced in Russia (r = -0.8), Ukraine, Moldova, Uzbekistan and Bolivia (r = -0.7 for each). Specificity of the manifestations of the correlation around the world suggests the presence of both direct and indirect (through a change in the meteorological conditions) impact of fluctuations of the geomagnetic field on crop yield. In the case of direct impact, the observed correlation of crop yield with the Kp, index averaged for the growing season, should be expressed more clearly than with Kp index, averaged for the year. Our analysis revealed more countries with a statistically significant correlation in the case of usage of seasonal Kр index. It is often observed the following situation: in the case of a negative correlation of crop yield with the annual value of the Kp value of r increases when using the seasonal Kр index, and for a positive relationship between crop yield and the annual value of the Kр index r in the case of the seasonal index decreases (sometimes up to statistically insignificant values). The latter can be explained by the inertia of the reaction of atmospheric processes on the impact of fluctuations of geomagnetic activity, which is similar to that in relation to the impact of El Nico and La Nica on changes in air temperature and precipitation (R. Stefanski, 1994). A more confident conclusion about the importance of the direct and indirect effects can be apparently obtained by carrying out a similar analysis for other crops, as well as through a more precise allocation of time during the growing season in each year and growing region.

Keywords: solar activity, solar-terrestrial linkage, wheat yield, geomagnetic field, crop yield variability.

 

1ФГБНУ Почвенный институтим. В.В. Докучаева,
119017 Россия, г. Москва, Пыжевский пер., 7,
стр. 2,
e-mail: savin_iyu@pfur.ru;
2Аграрно-технологический институт Российского
университета дружбы народов,

117198 Россия, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 8,
кор. 2;
3Joint Research Centre of European Commission (Объединенный исследовательский центр
Европейской комиссии),

Via Enrico Fermi, 2749, 21027 Ispra VA, Italy,
e-mail: olivier.leo@jrc.ec.europa.eu

Поступила в редакцию
29 января 2016 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало