Гелиообусловленные флуктуации магнитного поля Земли и статистическая урожайность пшеницы (Triticum L., 1753)
Автор: Савин И.Ю., Лео О.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Физические воздействия и урожайность
Статья в выпуске: 3 т.51, 2016 года.
Бесплатный доступ
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.
Солнечная активность, влияние солнца на земные процессы, урожайность пшеницы, геомагнитное поле, изменчивость урожайности
Короткий адрес: https://sciup.org/142213944
IDR: 142213944 | DOI: 10.15389/agrobiology.2016.3.351rus
Список литературы Гелиообусловленные флуктуации магнитного поля Земли и статистическая урожайность пшеницы (Triticum L., 1753)
- Голованов Л.В. Космический детерминизм Чижевского (предисловие к кн.: Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия). М., 1995: 5-29.
- Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия. М., 1995.
- Courtillot V., Le Mouel J., Ducruix J., Cazenave A. Geomagnetic secular variation as a precursor of climate change. Nature, 1982, 297: 386-387 ( ) DOI: 10.1038/297386a0
- Minorsky P.V. Do geomagnetic variations affect plant function? Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2007, 69(14): 1770-1774 ( ) DOI: 10.1016/j.jastp.2006.12.004
- Lockwood M., Foster S. Long-term variation in the magnetic fields of the sun and possible implication for terrestrial climate. Proc. 1st Solar and Space Weather Euroconference (Spain, September 25-29, 2000). Tenerife, 2000: 85-94.
- Mayaud P.N. Derivation, meaning and use of geomagnetic indices. Geophysical Monograph V. 22. Am. Geophys. Union, Washington, D.C., 1980 ( ) DOI: 10.1002/9781118663837.fmatter
- Georgieva K., Kirov B., Javaraiah J. Solar asymmetry and Sun-Earth connection. Proc. ISCS 2003 Symposium (Slovakia, 2003, 23-28 June). Bratislava, 2003: 323-328.
- Серегина М.Т., Павлова Н.А., Алимова З.И. Биологическое действие магнитного поля на рост, развитие и продуктивность растений озимых зерновых культур. Электронная обработка материалов, 1991, 1: 67-71.
- Вербицкая С.В. Предпосевная обработка семян фасоли озоном и магнитным полем. Автореф. канд. дис. Зерноград, 2001. Режим доступа: http://www.dissercat.com/content/pred-posevnaya-obrabotka-semyan-fasoli-ozonom-i-magnitnym-polem#ixzz4Biv4F0j5. Дата обращения: 20.01.2016.
- Lednev V.V. Possible mechanism for the influence of weak magnetic fields on biological systems. Bioelectromagnetics, 1991, 12(2): 71-75.
- Pietruszewski S.T. Effect of magnetic seed treatment on yields of wheat. Seed Sci. Technol., 1993, 21(4): 621-626.
- Phirke P.S., Kubde A.B., Umbarkar S.P. The influence of magnetic field on plant growth. Seed Sci. Technol., 1996, 24(2): 375-392.
- Pittman U.J. Effect of magnetic treatment on yield of barley, wheat and oats in Southern Alberta. Can. J. Plant Sci., 1977, 57: 37-45.
- Ruzič R., Berden M., Jerma I. The effects of oscillating electromagnetic fields on plants. Proc. First World Congress on the Bioeffects of Electricity and Magnetism on the Natural World (UK, 1-6 October, 1998). Madeira, 1998: 58-63.
- Carbonell M.V., Martinez E., Amay J.M. Stimulation of germination in rice (Oryza sativa L.) by a static magnetic field. Electromagnetic Biology and Medicine, 2000, 19(2): 121-128.
- Аксенов С.И., Булычев А.А., Грунина Т.Ю., Туровецкий В.Б. Влияние низкочастотного магнитного поля на активность эстераз и изменение рН у зародыша в ходе набухания семян пшеницы. Биофизика, 2000, 45: 737-745.
- Maffei M.E. Magnetic field effects on plant growth, development, and evolution. Front. Plant Sci., 2014, 5: 445 ( ) DOI: 10.3389/fpls.2014.00445
- Payez A., Ghanati F., Behmanesh M., Abdolmaleki P., Hajnorouzi A., Rajabbeigi E. Increase of seed germination, growth and membrane integrity of wheat seedlings by exposure to static and a 10-KHz electromagnetic field. Electromagn. Biol. Med., 2013, 32(4): 417-429 ( ) DOI: 10.3109/15368378.2012.735625
- Aleman E.I., Mbogholi A., Boix Y.F., Gonzalez-Ohnedo J., Chalfun A. Effects of EMFs on some biological parameters in coffee plants (Coffea arabica L.) obtained by in vitro propagation. Polish J. Environ., 2014, Stud. 23: 95-101.
- Rochalska M. The influence of low frequency magnetic field upon cultivable plant physiology. Nukleonika, 2008, 53: 17-20.
- FAOSTAT, 2006. Режим доступа: http://faostat.fao.org/. Без даты.
- Bartels J. The standardized index, Ks, and the planetary index, Kp. IATME Bull. Int. Union of Geod. and Geophys. Publ. Off., Paris, 1949, 12b.
- Siebert M. MaBzahlen der erdmagnetischen Aktivitat. In: Encyclopedia of physics (Handbuch der Physik)/S. Flügge (ed.). V. 49/3. Springer-Verlag, 1988: 206-275.
- Kishcha P.V., Dmitrieva I.V. Secular variations of solar-geomagnetic links and meteorological parameters. Proc. Conference on Modern Problems of Solar Circularity (26-30 May, Russia, 1977). St. Petersburg, 1997: 116-120.
- Svensmark H. Influence of cosmic rays on Earth’s climate. Phys. Rev. Lett., 1998, 81: 5027-5030 ( ) DOI: 10.1103/PhysRevLett.81.5027
- Tinsley B.A. Influence of solar wind on the global electric circuit, and inferred effects on cloud microphysics, temperature, and dynamics in the troposphere. Space Sci. Rev., 2000, 94: 231-258 ( ) DOI: 10.1023/A:1026775408875
- Elsner J., Kalvakov S. Hurricane intensity changes associated with geomagnetic variation. Atmos. Sci. Lett., 2001, 2(1-4): 86-93 ( ) DOI: 10.1006/asle.2001.0043
- Stefanski R. El Nino: background, mechanisms, and impacts. In: Major world crop areas and climatic profiles. Agricultural Handbook 664. USDA, Washington, D.C., 1994: 247-252.