МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ КОРМОВЫХ УГОДИЙ Б. М. Көшен

МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ КОРМОВЫХ УГОДИЙ
Б. М. Көшен, доктор с.-х. наук ,
Б. М. Кушенов кандидат с.-х. наук ,
В.В.Пивоваренко, магистрант,
С.Н.Рустемова, магистрант
Актуальность
Регион Северного Казахстана - важнейшая по своей сельскохозяйственной
и промышленной специализации территория, расположенная в зоне
резкоконтинентального климата, около половины земель региона составляют
природные кормовые угодья (ПКУ) -47% и является одним из важнейших
природных ресурсов. Преимущество ПКУ среди других агроэкосистем
сельскохозяйственных угодий определяется их природой, наилучшей
приспособленностью к жестким природным условиям, выработанной в процессе
эволюции естественного почвенно- растительного покрова (1,2).
Состояние ПКУ в значительной мере определяет не только кормовую
базу, но и природную среду, стабильность природных экосистем и условия
жизни людей.Следовательно, ПКУ – гарант стабильности природных экосистем.
В условиях умеренной антропогенной нагрузки ПКУ представляют собой
стабилизированные природные экосистемы. Любое нерегламентированное
внешнее воздействие (перегрузка пастбищ, избыточное орошение и т. д.) ведет к
нарушению стабильности, устойчивости ПКУ как экосистемы. ПКУ
взаимосвязаны с другими экосистемами в ландшафтных районах, поэтому
изменение состояния ПКУ влечет за собой изменения состояния целых регионов
(3,4). Так, деградация, развеваний и засоление присельских и приаульных
пастбищ привели к серьезным экологическим последствиям. Поэтому
рациональное использование и улучшения состояния ПКУ ведет к решению
двух крупных взаимосвязанных проблем: производства кормов и улучшению
экологической обстановки. Сделать это можно лишь на основе глубоких знаний
природного потенциала и современной антропогенной обстановки природных и
агроэкосистем.
Материалы и методы исследований
Мониторинг ПКУ и других агроэкосистем на стационарных и
полустационарных площадках проводили методом почвенно- экологических
профилей. Протяженность профиля 2,5 км, с обязательным пересечением
основных форм рельефа.
Для выяснения состояния надземных и подземных органов у растений –
фитомелиорантов различного возраста использовали метод скелетки растений,
при этом первая система бралась на глубину проникновения коней.
Контроль - заповедная целина.
Обсуждение результатов исследований
Приемы и технологии рационального использования и улучшения ПКУ и
других агроэкосистем необходимо более четко регламентировать в соответствии
с конкретными лекальными природно- антропогенными особенностями
экосистем (районов, ареалов, массивов и т. п.). В противном случае, как
показывает практика, степень риска их применения существенно возрастает.
Так, вероятность неудачной фитомелиорации в жестких условиях Приаралья
составляет около 30%, а эффективной «удачной» мелиорации -50-70% от
проектной (5).
Одной из важнейших основ рационального использования, улучшения и
охраны ПКУ – информационное обеспечение работ по луговодству,
фитомелиорации, интродукции и селекции растений материалами объективной
оценки современного состояния природных к5ормовых угодий, их ресурсного и
хозяйственного потенциала.
Изучение растительного покрова в тесной взаимосвязи с рельефом
местности, почвами и материнскими породами позволяет опредлить характер
(направление) наиболее рационального сельскохозяйственного использования
территорий.
Территория Северного Казахстана располагается в основном, в пределах
степной зоны. Кроме того, в пределах Кокшетауской возвышенности на севере и
Ерейментауских гор на юге-востоке выделяются высотные растительные пояса.
В Северо-Казахстанской области выделяется лесостепная зона Западной Сибири,
которая в свою очередь делится на две подзоны: подзону лесостепи и подзону
колочной лесостепи.
Степная зона разделяется на следующие подзоны: богаторазнотравноковыльные,
разнотравно-ковыльные,
типчаково-ковыльные,
полынноковылковые, и ксерофитно-разнотравно-типчаково-ковылковые степи.
Богато разнотравно-ковылковые (умеренно засушливые) степи на
черноземах обыкновенных в чистом виде встречаются редко. Чаще всего они
находятся в сочетании с основными, сосново-березовыми и березовыми лесами.
Основу травостоя этих степей составляют ковыль красный (Stura rusens), овсец
Шелле (Helietotrichon), вейник наземный (Calamagrostis), мятлик узколистный
(Poa bulbosa), кострец безостый (Bromus inermus). К злакам примешиваются
разнотравье, представленные как луговыми, так и степными формами. Наиболее
часто в разнотравье встречаются: морковник (Silaus), лабазник шестилепестной
(Filipendula), донник белый (Melilotus albus), мышиный горошек (Vicia cracca),
герань (Ceranirem), вероника (Veronica sppicota), шалфей (Steposa salvia),
подорожник (Planto stepposa), синеголовник (Eryngim planum), люцерна желтая
(Medicago falcate), тысячелистник (Achillea millefolium) и другие виды.
Проективное покрытие 80-100%. Высота травостоя 80-120 см. По открытым
водораздельным пространствам на черноземах обыкновенных карбонатных
формируются разнотравно-ковыльные степи с ковылем Коржинского.
Разнотравье в этих степях значительно беднее, что связано с большой
физиологической сухостью карбонатных почв. Урожайность их составляет 1,52,3 ц/га.
В лесостепной и северной части степной зоны наиболее типичными и
широко распространенными являются разнотравно-злаковые и злаково-
разнотравные луговые степи, в основном по понижениям рельефа. Они имеют
богатый видовой состав из степных и лугово-степных растений. Из злаков чаще
всего встречаются ковыль красноватый, типчак, тимофеевка; из разнотравья
лабазник, чира, горичник. Урожайность 8-9 ц/га сухой поедаемой массы
(поедаемость 20%) при однофазовом учете и высоте среза 2-3 см. Будучи
относительно обеспечены влагой, луговые степи отличаются сравнительно
хорошей отавностью, что позволяет использовать их в качестве пастбищ для
крупного рогатого скота не менее 2-х раз за период вегетации. Отдельные
участки их выкашиваются.
К луговым степям близки по видовому составу и урожайности
красноковыльно- богаторазнотравные степи на обыкновенных черноземах. Из
разнотравья для них типичны прострел, эспарцет, полынь шелковистая. Как
правило, они находятся в комплексе с более бедными вариантами степейтипчаково- и солонечником – и типчаково- полынными. Средняя урожайность
красноковыльно- богаторазнотравных пастбищ 4-6 ц/га, типчаковых с
разнотравьем и полынью -2-5 ц/га.
На почвах легкого механического состава в травостоях, наряду с
типчаком, ковылями красноватым и волосатиком, ковыль песчаный, тмин
песчаный, василек и полынно равнинная. Урожайность 4-7 ц/га.
На защебненных черноземах почвах мелкосопочника встречаются
овсецовые степи с урожайностью аналогичной ковыльным степям.
Самую большую площадь в степной зоне занимают сухие степи на темнокаштановых и каштановых почвах равнин и по мелкосопочнику (по склонам,
вершинам и мелкосопочным равнинам). Последние в значительной степени
закустарены видами спиреи и карагины.
На равнине и на мелкосопочнике на почвах разного механического
состава и разной мощности формируются степи с преобладанием в травостое
ковылей, типчака, реже овсеца и житняков. Наиболее распространены ковыльнотипчаковые
степи
(красноковыльно-типчаковые,
тырсово-типчаковые,
ковыльно-типчаковые, разноковыльно-типчаковые). Урожайность их 2-7 ц/га, в
среднем 3-4 ц/га. К ковыльно- типчаковым степям очень близки по всем
показателям типчаково-ковыльные, появившиеся в результате интенсивного
пастбищного использования. Они занимают большие площади, урожайность от 2
до 7 ц/га.
Урожайность сходную с ковыльными степями имеют степи на
защебененных почвах с доминированием овсеца пустынного и житняков на
равнине. Занимаемая ими площадь относительно невелика.
На урожай степных травостоев оказывают влияние температура осени
предшествующего года и весны – начала лета текущего. Имеет значение также
характер и интенсивность предшествующего использования: чем позже и
интенсивнее отчуждалась растительность, тем слабее идет возобновление в
следующем году. Урожайность степных фитоценозов зависит не только от
метеорологических факторов, но определяется также ритмами развития
отдельных видов растений, их биологическими особенностями.
Отдельные элементы мониторинга ПКУ находящихся на черноземах
обыкновенных и южных карбонатных реализованы нами на севере Казахстана.
Оценка ПКУ по продуктивности показала, что большая их часть
относится к низкопродуктивным (0,9-1,5 ц/га корм. ед.) весенне-летне-осенним
пастбищам.
Установлено, что коэффициенты сезонной динамики накопления и
разрушения кормовой массы, выраженные в долях к максимальной урожайности
по типам ПКУ, в среднем за сезон составляют: весной- 0,2-0,54 летом -0,4-0,7;
осенью -0,4-06. Амплитуды среднесезонных колебаний урожайности ПКУ
составляют 2-4 кратные превышения максимальной урожайности над
минимальной. Общий анализ почвенных и лесорастительных условий Регина
показывает, что повышенное содержание натрия в почвах и жесткие
климатические условия затрудняют проведение фитомелиоративных работ.
Поэтому необходимо предварительное окультуривание почвы (улучшение
вводно-физических, агрохимических свойств и механического состава), т.е.
улучшение эдафических условий.
Под влиянием чрезмерных антропогенных нагрузок растительный покров
степи претерпевает значительные изменения в сторону ухудшения структуры,
видового состава, снижение урожайности и качества кормов.
Чрезмерная нагрузка (выпас) на единицу площади не только уменьшило
общую фитомассу, но и привело к смене коренных более ценных ассоциацией на
вторичные с низким урожаем и меньшей питательностью кормов. При этом
выпали из состава растительного покрова отдельные виды овсецов и ковыля, а
также такое ценное кормовое растение, как типчак. В результате снижения
качество травы появились малоценные кормовые растения – полыни (Artemisia).
Резко снизилась устойчивость урожая, который изменяется и колеблется под
влиянием агрометеорологических факторов.
Знание динамических процессов на различных типах пастбищ необходимо
для разработки мероприятий по оптимизации растительности и рациональному
использованию выпасов, предотвращения процесса деградации, т.е.
опустынивания. Это также необходимо для выявления площадей в целях
проведения фитомелиоративных работ, заключающихся в повышении
продуктивности
обедненных
пастбищ
и
создании
искусственных
высокопродуктивных пастбищ путем посева аборигенных растений.
В течение 9 лет мы изучали влияние различных режимов использования
(охрана) при заповедном состоянии и выпас, продуктивность и смену
растительного покрова на разных типах пастбищ.
Изучение воздействия антропогенного фактора на растительный покров
позволило нам выявить конкретные признаки состояния почвенного покрова и
растений-индикаторов, характеризую-щих три ступени пастбищной дегрессии
(СД), при помощи которых определили степень отклонения нарушенных
пастбищ от нормального состояния для степной зона. По результатам
исследования проведен-ных нами на 1 СД (расстояние от аула 5-7 км – нагрузка
скота средняя) сохранность растительности средняя. На 2 СД (расстояние от
аула - 3-5 км – нагрузка сильная) в степи дернина выбита, ослаблена, травостой
деградирован – (полынь белая). На 3 СД (от аула - 2-3 км – очень сильная
нагрузка) пастбища сильно выбита, травостой деградирован. Наконец,
приаульное пятно (тырсы) имеет еще большую нагрузку и проявляются
отдельные виды полыни, растительность сбита состоит только из
галоксерофитов, эвксерофитов, а на расстоянии 0,2 км от аула растительность
исчезает (куртинки, образование кочек).
Пастбищная дегрессия вблизи аула в радиусе 7 км в результате сложных
антропогенных влияний (пастьбы скота, сенокошения) приводят к изменению
структуры сообществ и сильной перестройке – сокращению числа видов
растений
(табл.1).
Таблица 1 – Изменение числа видов растений в связи с пастбищной дегрессией
в различных экологических условиях
Жизненная форма
Нормальное
1СД
2СД
3СД
состояние
пастбищ
На черноземах обыкновенных солонцеватых и несолонцеватых суглинистых
Полыни
13
13
9
5
На черноземах южных малогумусных, местами защебененных, пологим
склонам сопок
Полыни
11
11
9
4
На темно-каштановых солонцеватых защебененных почвах равнин и
сглаженного мелкосопочника
Полыни
5
5
4
3
В полынных сообществах на черноземах обыкновенных солонцеватых
суглинистых (Artemissa frigida, glausa, Artemisia armeniasa, absintium, campestris и
др.) в формировании фитомассы принимают участие разнообразные виды
полыни, а некоторых группировках обильные полукустарники (Helohylom
persicum; Carex physodes, Saleoda arbuscula; Artemisis Kemrudica, Carduis
uncinatus, Euphorbia egula). Результуты наших наблюдений показывают, что
интенсивном выпасе наблюдается постепенное выпадение различных видов
ковыля и разнотравье и видовых злаков, и взамен значительно увеличиваются
разные виды полыни. В разноковыльно-типчаково-разнотравных ассоциациях
общая фитомасса составляет в заповеднике на черноземах обыкновенных
солонцеватых суглинистых – 6,3 ц/га, на черноземах степных малогумусных,
местами защебненных – 3,0 ц/га и соответственно на СД 1-4,0-2,7 ц/га на СД 2 3,0 и 3,0 и 1,8 ц/га на СД 3 – 2,3-2,1 ц/га.
Соотношение надземных и подземных органов изменяется в сторону
уменьшения биомассы корневых систем. В сообществах на солонцовых почвах
соотношение надземной и подземной частей на 1СД равно 1:1,5; на 2СД-1:1,1; на
3СД и в приаульном пятне – 1:8,8. Сокращение числа видов отражается на
динамике накопления корма в сторону снижения. Изменение продуктивности
надземной массы, в том числе и корма, под влиянием выпаса приводится в
таблице
2.
Таблица 2 – Изменение продукции надземной биомассы и пастбищного корма
под влиянием выпаса в различных экологических условиях, (сухое вещество),
ц/га
Показатели
фитомассы
Нормальное
1СД
2СД
состояние пастбищ
Равнинные средне и сухостепные пастбища
Надземная часть
5,9
3,9
2,5
Степь на солонцах и солонцеватых черноземах
Надземная часть
6,7
4,0
2,2
Сухие разнотравные луга западни и низин
Надземная часть
4,8
2,4
1,1
3СД
1,3
1,3
0,9
На сухих разнотравных лугах западин и низин в ассоциации Poa
bulbosa+Convolrulul linedtus+Stipa jednnis и заповеднике насчитывается 17 видов
растений.
На 1СД видовой состав всех полыни, свойственных данной ассоциации,
сохраняется, а изменяется только количественное их соотношение в сторону
увеличения численности полыни белой. Выпадают из состава растительного
покрова многолетние травы весенней вегетации (Adropyrum intermedium, Bronus
arvensis, Poaratensis, testum Arenatim asbesk) увеличивается встречаемость
летнего однолетника (Comenima camocarpus). Число видов в ассоциации
уменьшается до 11.
2СД характеризуется значительным упрощением видового состава (7
видов). Преобладает полынь полевая, численность многолетних злаков очень
низка, в травостое не участвуют многолетние травы зимне-весенней вегетации и
разнотравье. На 3СД господствующее положение приобретает полынь горькая и
экстрактное, общее число видов уменьшается до шести. На приаульном пятне
распространена
только
Artemisia
vulgare.
Заключение
Таким образом, выявлено, что во всех типах пастбищ на черноземах
обыкновенных
несолонцеватых
и
темно-каштановых
солонцеватых
защебененных почвах только умеренный выпас обеспечивает оптимальное
состоянии растительности и нормальную для степной зоны урожайность – 4-6
ц/га (максимальный урожай с площади за год). Как перевыпас, так и длительный
покой (охрана) отрицательно влияет на продуктивность степных пастбищ.
Практика показывает, что подобные работы по контролю за состоянием
ПКУ перспективны. И особенно важны они на территории Северного
Казахстана. Здесь они нужны для решения не только кормовой проблемы, но и
экологической. Системы мониторинга ПКУ Северного Казахстана позволят
постоянно контролировать состояние и динамику кормовых ресурсов;
своевременно отслеживать все негативные изменения, связанные с
антропогенными нарушениями; оценить экологическое состояние территории и
ареалов; определять необходимые масштабы и очередность фито - и других
мелиораций и охраны агроэкосистем; оценивать эффективность их проведения.
Литература
1. Любова Е.В., Хабаров А.В. Площади почв Мира по материалам. М.:
Знание. 1980. – 440с.
2. Мелиорация почв в ССР /М.: Наука, 1971. – 211с.
3. Көшен Б.М. Способы улучшения сенокосов и пастбищ. Патент РК
№80021, от 27.08.2002.
4. Михайличенко Б.П. Развитие кормопроизводства в России. М.: 1997. –
С.7-27.
5. Агроландшафтно-экологическое районирование и адаптивная
интенсификация кормопроизводства Поволжья /Под общей редакцией членкорр. РАСХН, В.М.Косолапова и доктора с.-х. наук Б.М.Көшен. – М.: 2009. –
747с.
Түйін
Мақала Республиканың солтүстігіндегі жемшөп өндірісінің жағдайы мен
болашағы жайлы мәселелерге арналған.
Орташа антропогендік жағдайларда ТЖЖ (табиғи жемшөптік жерлер)
тұрақты табиғи экожүйеге жатады. Сыртқы ортадағы өзгерістер ТЖЖ
экожүйесінің тұрақтылығының нашарлауына әкеліп соғады. ТЖЖ-ны тиімді
пайдаланудың ең бастысы – шабындық, фитомелиорация, өсімдіктердің
интродукциясы мен селекциясы салаларын табиғи жемшөптік жерлердің қазіргі
жағдайлары, қоры және шаруашылық құндылықтары жөніндегі ақпараттық
материалдармен қамтамасыз ету.
Осындай материалдар қолда болған жағдайда, экожүйенің қолайлы табиғи
ерекшеліктерін толық пайдалануға, негативтік процестерін белгілеуге және
жоюға болады.
Summary
The regular control of the trends for changing the load on natural grassland and
natural resources will allow to carry out the regulative measures in the case of
overrunning the allowable and limited values and in this connection arising the danger
for sustainable productivity and potentiality of natural grassland as a whole.
The natural grassland in the northern part of Kazakhstan is in the degraded and
heavy grazed state, particularly near the auls and villages. To improve its state and to
use it rationally it is necessary to make an ecological monitoring of natural grassland
and root and surface reclamation. The technological policy of raw material and pasture
conveyor for producing hay, green forage silage, the complete cycle of technological
and organization practices for forage making, preparation and storage, use of special
fodder crop rotation have been given.