Учебное пособие для студентов естественных специальностей Павлодар
| Вид материала | Учебное пособие |
СодержаниеПоказатели попуска 4.1 Особенности влажности почвы на пойменных лугах Сухой год |
- Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар, 1215.72kb.
- Учебное пособие для студентов исторических специальностей Павлодар, 1444.91kb.
- Учебное пособие для студентов исторических специальностей Павлодар, 2082.7kb.
- Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар, 1599.9kb.
- Учебное пособие для студентов лесохозяйственных специальностей Павлодар, 1331.71kb.
- Учебное пособие для студентов психологических специальностей Павлодар, 926.21kb.
- Учебное пособие для студентов специальности 050502 политология и изучающим обществоведческие, 5951.92kb.
- Учебное пособие для студентов непсихологических специальностей Челябинск, 1874.35kb.
- Учебное пособие для студентов среднего профессионального образования экономических, 4287.52kb.
- Учебное пособие для студентов среднего профессионального образования экономических, 933.21kb.
* Сроки сеноуборки: ранний – до оптимального, поздний – в течение месяца после оптимального, очень поздний – после месяца от оптимального до конца вегетации.
Из наиболее распространенных ядовитых растений в настоящее время - авран лекарственный, звездчатка злачная, крестовник Якова, хвойник двухколосковый, поручейник широколистный, хвощ полевой. Из них, к примеру, виды крестовников (однолетние и многолетние растения) в основном встречаются с содержанием ядовитых веществ. Эти растения с преимущественным действием на печень. В их растениях содержится ядовитое вещество алкалоид якобин. В условиях поймы Иртыша поедается крестовник лишь на сильно сбитых выгонах и пастбищах при явном недостатке хорошего корма. Известны случаи отравления крупного рогатого скота крестовником луговым. Кроме крестовника лугового могут вызвать отравления животных крестовник крупнолистный, крестовник восточный и др.
Другое, часто встречающее, хотя и менее ядовитое, чем предыдущее растение хвощ полевой (Eguisetum arvensel). Ассимиляционные неспороносные побеги у него обычно повторно ветвятся. На ощупь ветви полевого хвоща жесткие, направлены вверх. В нем содержатся алкалоид эквизитин и различные кислоты, кремнезем SiO2. Наиболее опасен этот хвощ в наших условиях в фазе молодых «сосенок». Вообще хвощи (топяной, болотный) ядовиты в зеленом и сухом виде. Чаще подвергаются отравлениям, особенно сеном полевого хвоща, лошади. Отравления могут возникнуть от скармливания соломы с примесью хвоща.
Вообще наиболее часты массовые отравления животных хвощами в засушливое лето. Когда высыхают и становятся доступными для сенокошения обычно заболоченные места. Сено с содержанием хвощей более 5% опасно для животных. При горячем силосовании, когда температура в силосе держится не ниже 60% в течение нескольких дней, самый ядовитый из хвощей – болотный – становится безвредным.
Большинство из вышеназванных растений после высушивания и под действием отрицательных температур сильно снижают свою токсичность и при скармливании их животным, отравления не наблюдается. На естественных лугах ядовитых растений, как правило, немного, а, наоборот, на залежах, выбитых участках, вокруг дамб и у огородов они часто создают основной фон.
Из грубостебельных растений имеются тысячелистник хрящеватый, бодяк седой и полевой, постоянно встречающиеся в переходной от болотных к долгопоемным сенокосам. Их долевое участие в составе травостоя главным образом зависит от продолжительности паводка. Известно, что бодяк (Cirsium) скотом обычно не поедается из-за колючек. Является вредным растением, наносящим травмы животным, а сухие листья, стебли и корзинки могут цепляться и засорять шерсть.
Залежные земли не имеют широкого распространения и находятся на участках, использованных раньше в качестве огородов. Сено из этих участков низкого качества и в основном состоит из сорного разнотравья. Коренное улучшение этих участков не проводилось из-за опасности водной эрозии.
Увеличение доли участия в составе естественного травостоя сорного малосъедобного разнотравья в пойме Иртыша связано кроме вышеперечисленных еще несколькими причинами. Одна из главных причин – это нарушение технологических процессов заготовки кормов. Сюда можно отнести несоблюдение сроков сенокошения, что продлевает вегетацию до поздней осени, в результате убирают практически малопитательную солому, лишенного как каротина, так и протеина. Другая причина нарушения – несоблюдение высоты скашивания. При оптимальной высоте сенокошения 7 см, наши хозяйственники скашивают на высоте 10 см и выше. Как показывают учеты и наблюдения потери сена (листьев, стеблей, соцветий) при этом доходят до 30% от валового урожая.
Следующая причина – это из года в год повторяющееся постоянное опаздывание со сгребанием и сволакиванием сена. По нашим расчетам потери сена при сгребании скошенного сена через 2 дня составляют 8%, через три дня – 22% по сравнению со сгребанием через день после сенокошения.
В целом как показали наши долголетние (с 1984 года) исследования совместно с сотрудниками «Павлодарского НПЦЗем» (П.В. Андреевец) урожайность пойменных лугов в значительной степени зависит от сроков их уборки о чем свительствует данные таблицы 15.
Как показали наши учеты и наблюдения, как ранняя, так и поздняя уборка луговых трав приводит к снижению общего выхода кормовых единиц на краткопоемных на 31-33%, среднепоемных – 17-30%, долгопоемных – 12-18%, а также выхода переваримого протеина соответственно на 11-20, 19 и 24 кг/га.
Вместе с тем также известно, при раннем скашивании луговых травостоев у многих видов луговых трав ограничивается семенная продуктивность и возможность размножаться семенами, а также снижается жизненное состояние особей.
Для устранения нежелательных последствий ранних сроков скашивания учеными луговодами было предложено чередование сроков скашивания по годам – прием, получивший название «сенокосооборота». В крестьянских и фермерских хозяйствах занимающихся в основном экстенсивными методами заготовки грубых кормов внедрения сенокосооборота особенно эффективны при одноукосном использовании лугов, в травостоях которых ценные в кормовом отношении травы представлены видами, размножающимися исключительно или преимущественно семенами.
Поэтому как упрощенный и наиболее приемлемый, не требующих денежных затрат прием для крестьян – луговодов по борьбе с сорным разнотравьем является внедрение сенокосооборота (если есть возможность в сочетании с подкормкой NPK), но она требует проведения специальных исследований.
Пойма Иртыша представляет собой заливаемую в половодье и паводки часть речной долины. Она формируется в основном под влиянием водного режима реки. Определяющим в этом отношении является периодичность и характер половодий и паводков. В настоящее время пойма Иртыша разливается ранней весной в результате таяния снега в водоразделах и попуска воды из водохранилищ. Интенсивность половодья находится в зависимости от водосбора, его площади, климатических особенностей региона, высоты положения над поймой и т.д. В свою очередь и пойма Иртыша оказывает влияние на водный режим реки и водосбора. Поэтому такая взаимосвязь определяет значительное разнообразие пойменных лугов Иртыша.
Как отмечали выше с целью планового регулирования сроков и продолжительности разлива Иртыша в советские времена ученые-проектировщики разработали целостную систему гидроэлектростанции и водохранилищ, которая позволяла бы не только вырабатывать электроэнергию, но и максимально нейтрализовать вред от промышленного использования реки. Так появились Бухтарминская, Усть-Каменогорская и Шульбинская ГЭС. С помощью этих ГЭС в зависимости от погодных условий отдельного года создавался определенный паводковый режим затопления поймы реки Иртыш.
В средние годы паводковый расход был на уровне 3500-3700 куб.м/сек, который обеспечивал затопление 75-80% поймы, при повышении расхода воды более 4000 куб.м/сек. на короткий период, вода выходила на краткопоемные участки, а каждые 6-7-е годы расход воды на сравнительно длительное время (более 7-9 суток) превышал 5-6 тыс.куб/сек. тем самым, обеспечивалась жизнедеятельность краткопоемных ландшафтов. Также были годы с режимом паводковых расходов менее 3000 куб. м/сек, но с длительным периодом затопления.
В зависимости от водообеспеченности года, создавались и поддерживались травостои, характерные для краткопоемного (затопление до 5 суток), среднепоемного (сроком затопления до 10-15 суток) и долгопоемные (более 20 суток) массивов, а также заболоченные участки с продолжительностью затопления ежегодно более 30 суток.
Начиная с 1996 года гидроэлектростанций переданы американскому инвестору-концессионеру AES «Сантри-Пауэр Консалитейтэд». В результате регулярного нарушения своих обязательств каскады водохранилищ несвоевременно и не в полном объеме сбрасывают воду на пойменные луга. Эти обстоятельства привели к экологическим проблемам: краткопоемные участки поймы постепенно превращаются в степь; участки длительного затопления превращаются в болото, где в основном растут осока и камыш; на участках среднего затопления создается видимость благополучия, но и здесь качество травостоя, в кормовом отношении, изменилось в худшую сторону, отсутствуют бобовые компоненты. В травостое преобладает разнотравье низкого, малосъедобного качества; исчезают лекарственные травы и др.
Что касается разливов, то к примеру пойма Иртыша была затоплена в 1999 году на 77%, 2000 – 72%, 2002 – 75%, 2003-2005 годы на 69-80%. Причины тенденций снижения одна – режим попуска воды не соответствует правилам использования водных ресурсов каскада водохранилищ. Бухтарминское водохранилище работает в режиме многолетнего регулирования, является по своему назначению ключевым водным объектом в бассейне Иртыша для комплексного использования его водных ресурсов. Однако иностранные инвесторы при осуществлении природоохранных попусков используют Бухтарму только в энергетическом режиме без холостого сброса в экологических целях. Компенсационный сброс из этого водохранилища устанавливается на величину, а иногда меньше величины весенних притоков к Бухтарминскому водохранилищу.
Кроме того, влияние заливания полыми водами на почву и растительность существенно изменяется в зависимости от календарного времени залива, длительности заливания, мощности слоя воды покрывающего пойму и характера воды. К примеру по данным Иртышского БВУ (бассейновое водохозяйственное управление) только за 1996-2000 годы в результате сокращения срока затопления поймы не затопленными оказались от 14,4 до 27,6% площади или это физически 48,0-91,7 тыс. га угодий, а в 2003 году уже 103 тыс.га. причем только в 2000 году продолжительность затопления площади лугов колебалась следующим образом: 5-10 суток – 67,8 тыс. га; 10-20 суток -73,0 тыс.га; 21-30 суток – 50,7 тыс.га; 30 суток – 49,1 тыс.га (таблица 16).
В зависимости от продолжительности срока затопления урожайность лугов колебался от 5,4 до 14,4 ц/га или разница в 3 раза. Причем наибольшее значение на продолжительность затопления оказывает влияние среднесуточный расход воды. Как показали многолетние данные, и их анализ наиболее оптимальным для луговых трав является объем попуска воды через створы Шульбинского гидроузла не менее 3500 куб. м/сек в течение 15-20 дней, только в этом случае достигается наиболее высокая урожайность.
Данные затопления пойменных угодий по массивам за последние годы в зависимости от их местоположения колеблются от 22 до 97%. Как известно, главная водная артерия Казахстана относится к числу десяти крупнейших рек северного полушария. Общая протяженность Иртыша составляет 4284 км, в том числе на территории Казахстана – 1700, начинается он в Китае, под названием Черный Иртыш и впадает в озеро Зайсан.
Три крупных государства пользуются этим водным источником (Китай, Казахстан, Россия). Только на территории нашей страны состояние экономики и здоровья примерно 2,5 миллионов граждан напрямую зависит от Иртыша.
В последние годы, существующие проблемы Иртыша (обмеление, загрязнение воды промышленными и другими отходами) усугубились еще одной. В Китае строится канал Черный Иртыш – Карамай, длина которого составит 300 км при ширине 22 м и глубине 2,0-2,5м.
На территории Китая в среднем формируется объем воды 7,78 км3 /год или 23%. Из крупных правобережных притоков р. Бухтарма дает 22,2% стока (7,5 км3), р. Уба – 16,5% (5,58 км3), р. Ульба – 9,5% (3,21 км3), р. Курчум – 5,4 (1,84 км3 ), р. Кальжир – 2,1 (0,7 км3 ), р. Нарым – 0,8% (0,27 км3 ), реки Алабек, Каракоба и Белезек – 5,8% (1,98 км3 ). Прочие мелкие правобережные притоки – 2,4 (0,81 км3). Вклад левобережных притоков Иртыша составляет всего 12,3% или 4,19 км3 .
Таблица 16 - Режимы попуска в пойму реки Иртыш в створе водопоста «Семиярское» за 1994-2005 годы
| ^ Показатели попуска | Период мин. расхо да | Едини цы | Величина показателей попуска по годам | |||||||||||
| 19 94 г | 19 95 г | 19 96 г | 19 97 г | 19 98 г | 19 99 г | 20 00 г | 20 01 г | 20 02 г | 20 03 г | 20 04 г | 20 05 г | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| количество суток | более 2 куб. м/с | сутки | 17 | 16 | 16 | 18 | 19 | 17 | 18 | 14 | 15 | 14 | 16 | 14 |
| средне. суточный расход | куб. м/с | 3,47 | 326 | 3,05 | 3,22 | 3,2 | 3,07 | 2,95 | 3.11 | 2.96 | 2.78 | 3.09 | 2.93 | |
| объем стока за этот период | млрд.куб. м (куб.км) | 5,11 | 4,52 | 4,22 | 4,81 | 5,25 | 4,52 | 4,07 | 4.35 | 4.17 | 3.87 | 5.17 | 4.34 | |
| количество суток | более 2,5 куб. м/с | сутки | 16 | 15 | 14 | 16 | 17 | 15 | 15 | 14 | 12 | 13 | 16 | 13 |
| средне. суточный расход | куб. м/с | 3,55 | 3,35 | 3,18 | 3,24 | 3,22 | 3,22 | 2,99 | 3.27 | 3.09 | 2.87 | 3.12 | 3.06 | |
| объем стока за этот период | млрд.куб. м (куб.км) | 4,91 | 4,35 | 3,84 | 4,61 | 4,87 | 4,17 | 3,88 | 4,02 | 3,90 | 3,74 | 4.72 | 4.02 | |
| Продолжение таблицы 16 | ||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| количество суток | более 3 куб. м/с | сутки | 12 | 13 | 9 | 15 | 15 | 11 | 10 | 11 | 7 | 9 | 13 | 9 |
| средне. суточный расход | куб. м/с | 3,82 | 3,46 | 3,31 | 3,39 | 3,39 | 3,37 | 3,07 | 3,36 | 3,22 | 2,94 | 3.26 | 3.18 | |
| объем стока за этот период | млрд.куб. м (куб.км) | 3,97 | 3,89 | 2,57 | 4,39 | 4,4 | 3,2 | 2,65 | 3,29 | 2,91 | 2,57 | 4.24 | 3.1 | |
| количество суток | более 3,5 куб. м/с | сутки | 9 | 7 | - | 6 | 6 | 4 | - | 4 | - | - | 4 | 3 |
| средне. суточный расход | куб. м/с | 4,03 | 3,84 | - | 3,65 | 3,62 | 3,61 | - | 3,69 | - | - | 3.57 | 3.54 | |
| объем стока за этот период | млрд.куб. м (куб.км) | 3,13 | 2,25 | - | 1,89 | 1,88 | 1,46 | - | 1,96 | - | - | 1.76 | 1.38 | |
| объем стока за этот период | более 3,75 куб. м/с | сутки | 7 | 4 | - | - | - | - | - | 2 | - | - | - | - |
| количество суток | куб. м/с | 4,15 | 3,84 | - | - | - | - | - | 3,75 | - | - | - | - | |
| Продолжение таблицы 16 | ||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| средне. суточный расход | | млрд.куб. м (куб.км) | 2,51 | 1,33 | - | - | - | - | - | 1,29 | - | - | - | - |
| объем стока за этот период | более 4,0 куб. м/с | сутки | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| количество суток | куб. м/с | 4,25 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| средне. суточный расход | млрд.куб. м (куб.км) | 1,84 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| Всего по области 332,3 ыс.га затоплено | - | тыс. га | 350,0 | 335,9 | 351,1 | 284,3 | 278,7 | 257,4 | 240,6 | 305,7 | 252,5 | 229,3 | 265,8 | 249,2 |
| Затоплено поймы, % | - | % | 106 | 101 | 76,2 | 85,6 | 83,9 | 77,6 | 72,4 | 92 | 76 | 69 | 80 | 75 |
| Незатоплено поймы | - | % | - | - | 23,8 | 14,4 | 16,1 | 22,4 | 27,6 | 8 | 24 | 31 | 20 | 25 |
| Заготовлено сена | - | тыс.т | 354,7 | 335,2 | 307,8 | 280,4 | 228,1 | 176,4 | 129,9 | 287,3 | 161,2 | 120,1 | 101,1 | 127,7 |
| Урожайно сть лугов | - | ц/га | 20,9 | 15,9 | 10,0 | 8,4 | 7,0 | 6,8 | 5,4 | 14,4 | 6.9 | 6.3 | 4,7 | 7,1 |
Из вышеназванного количества Китай в настоящее время забирает около 800 млн. кубометров (10%) в год, но эти объемы будут расти. Китай ведет широкомасштабную программу по заселению своих западных районов, и ее успех напрямую зависит от водоснабжения. Вода нужна для орошения рисовых полей и для освоения нефтегазовых месторождений близ города Карамай. Поэтому канал расширяется, в планах китайцев довести водозабор до 5 миллиардов кубометров в год. Это половина всего стока Иртыша и примерно 20% от стока собственно Иртыша или с реализацией китайского проекта воды в нашей реке станет как минимум на 1/5 меньше.
Анализ всех этих цифр показывает, в перспективе площади краткопоемных лугов значительно расширятся, они могут превратиться в суходолы с мизерным количеством урожайности, а среднепоемные, которые составляют сейчас львиную долю (более 60%) луговых угодий плавно переходят в краткопоемные с соответствующим отрицательными последствиями.
Также большая экологическая так и экономическая проблема Иртыша – это незначительная доля бобовых трав в составе естественного травостоя. Общая доля бобовых (чина луговая, вика мышиный горошек) в пойме Иртыша в зависимости от местоположения лугов колеблется от 2 до 8%, что совершенно недостаточно для создания ценного питательного корма для животных. Поэтому перед луговодами стоит важнейшая задача найти способы обогащения таких краткопоемных, (остепненных) лугов многолетними бобовыми травами без нарушения общего экологического состояния поймы.
^ 4.1 Особенности влажности почвы на пойменных лугах
Изучению водного режима луговых почв придавалось особое значение, так как характер водного режима является одним из первоосновных показателей ее конечной продуктивности. Водный режим пойменных лугов определяется, прежде всего, уровнем почвенно-грунтовых вод (УП-ГВ). Луговые почвы – это почвы, УП-ГВ которых достаточно близок к поверхности, чтобы обеспечить капиллярное подпитывание поверхностных горизонтов. Поэтому режим почвенно-грунтовых вод вследствие их близости к поверхности тесно связан с метеорологическими условиями. В целом по нашим многолетним наблюдениям по смотровым скважинам повышенный УП-ГВ отмечался непосредственно в годы хорошего разлива Иртыша, а также атмосферного увлажнения, засухи, как правило, сопровождались его резким опусканием. За 12 летнее (1994-2005 гг) наблюдение зеркало УП-ГВ оставалось в основном постоянно в пределах верхней трехметровой толщи. Лишь в конце вегетационного периода исключительно сухих 1999 и 2004 гг оно опустилось на глубину более трех метров.
Пополнение грунтовых вод на луговых угодьях происходит, как правило, во время разлива Иртыша весной, проходя через все элементы почвенного комплекса. Наличие частичного сквозного промачивания подтверждается тем (1995, 2002 и 2005 гг), что подъем УП-ГВ соответствует обильным осадкам летнего и осеннего периодов.
Для установления динамики почвенной влаги нами на различных участках центральной поймы высокого уровня реки Иртыша проведен эксперимент. Ежемесячно замерялся уровень почвенно-грунтовой воды при ее залегании в начальный период на глубинах 1,5 и 2,0 м с отбором почвенных проб на полевую влажность с глубин 0-60 и 60-100 см. Результаты многолетних исследований показали, что с мая по октябрь в засушливый год по сравнению с более влажными годами, особенно на глубинах 0-60 меняется значительно при залегании УП-ГВ на глубине 1,5 м, что свидетельствует о ее подпитывании снизу (таблица 17). При более глубоком залегании (2,0 м) такая же тенденция сохраняется, но в меньших объемах. Следовательно, в засушливые периоды разрыв капиллярных связей в аллювиально-луговых почвах пойменных лугов Иртыша высоких ее уровней происходит при УП-ГВ – 2,0 м.
По разнице между УП-ГВ весной и осенью предыдущего года определяли размер ее ежегодного пополнения. Вместе с тем следует подчеркнуть, что результаты наших расчетов, характеризующие баланс УП-ГВ, весьма приблизительны. В частности, весеннее пополнение УП-ГВ, по-видимому, более значительно, чем это следует из расчетов, так как часть воды до времени первого размера УП-ГВ могла быть израсходована на испарение и боковой отток.
В разные годы в результате половодья и инфильтрации талых вод почвенно-грунтовые воды получают различное количество воды. Вместе с тем практически общая тенденция после весеннего подъема УП-ГВ наступает период летней депрессии. Как отмечалось выше, лишь исключительно обильные осадки вызывают летний подъем УП-ГВ.
Таблица 17 - Динамика почвенной влаги при различных уровнях залегания почвенно-грунтовых вод, мм.
| Почва | Слой, см | Периоды измерения | |||||
| Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | ||
| | Засушливый год | ||||||
| При УП-ГВ 1,5 м | |||||||
| Аллювиально-луговая | 0-60 см 60-100 см | 127,7 201,7 | 116,9 200,8 | 121,2 191,4 | 131,3 192,3 | 122,5 207,5 | 139,9 202,9 |
| При УП-ГВ 2,0 м | |||||||
| Аллювиально-луговая | 0-60 см 60-100 см | 116,6 191,7 | 103,8 190,8 | 88,6 181,4 | 92,2 182,3 | 97,5 107,9 | 121,4 192,9 |
| Влажный год | |||||||
| При УП-ГВ 1,5 м | |||||||
| Аллювиально-луговая | 0-60 см 60-100 см | 145,8 200,9 | 127,7 199,9 | 124,2 196,4 | 127,7 193,4 | 135,9 205,8 | 146,6 206,9 |
| При УП-ГВ 2,0 м | |||||||
| Аллювиально-луговая | 0-60 см 0-100 см | 119,9 202,2 | 108,7 200,1 | 100,4 184,5 | 96,6 177,9 | 98,1 200,7 | 120,8 198,8 |
В сухие годы понижения УП-ГВ происходит вплоть до ноября. В средневлажные годы зеркало почвенно-грунтовых вод осенью несколько приближается к поверхности, хотя, судя по влажности почвы, ее сквозного промачивания не происходит.
Расход почвенно-грунтовых вод обусловлен эвапотранспирацией и оттоком. В луговых почвах основной причиной расхода является транспирация. Капиллярная кайма почвенно-грунтовых вод постоянно находится в корнеобитаемой толще всех членов лугового комплекса, поэтому расход почвенно-грунтовых вод на транспирацию велик. По определению Т.А. Работнова общая масса подземных органов на лугах варьирует от одного типа луга к другому до 20 т с 1 га, в связи с этим густой покров луговой растительности затеняет почву, препятствует физическому испарению.
Интенсивное понижение УП-ГВ на пойменных лугах реки Иртыш в первую половину лета происходит в результате расхода влаги из зоны капиллярного насыщения. Мощность капиллярной каймы вследствие этого очень мала.
Когда летом почвенная толща иссушается, грунтовые воды расходуются также в результате пленочно-капиллярного тока влаги к иссушаемым слоям. Однако как показали исследования, это подтягивание совершается очень медленно.
Еще одно обстоятельство необходимо подчеркнуть. В многолетнем режиме почвенно-грунтовых вод годам с влажным прохладным летом принадлежит особая роль. Именно тогда устанавливается наиболее высокий УП-ГВ. В годы с засушливым летом даже в тех случаях, когда весеннее пополнение почвенно-грунтовых велико, к концу периода вегетации их уровень существенно понижается. Повторение одного-двух лет без половодья с малоснежной зимой и засушливым летом в условиях поймы Иртыша вызывает резкое опускание УП-ГВ на глубину более чем 3 м.
Важное значение в условиях пойменных лугов, а тем более на ее засушливых (краткопоемных) и остепненных участках имеет режим влажности почв.
Как отмечено выше, на пойменных лугах сквозное промачивание осуществляется весной, реже летом. Смыкание просачивающей половодной воды с капиллярно-подпертой приводит к увлажнению всего почвенного покрова профиля до величины, превышающей наименьшую влагоемкость. Эта влажность сохраняется практически во всем профиле в течение 1-1,5 месяцев. За счет эвапотранспирации во второй половине лета верхняя метровая толща почвы иссушается до влажности, меньшей, чем величина НВ. В засушливые годы зона иссушения охватывает и большие глубины – до 150-180 см. Вследствие транспирации высота капиллярной каймы в разгар вегетации сокращается до 30-50 см, к осени она возрастает до 70-100 см, если почвенно-грунтовые воды стоят на глубине 2 м и до 130-160 см при трехметровой глубине.
Во второй половине лета в верхней метровой толще образуются зоны, иссушенные до величины меньшей, чем влажность завядания (ВЗ). В 1996 и 1998 годах это были небольшие участки, существовавшие в течение одного месяца, 1999-2000, 2002, 2004 годах вся верхняя полуметровая толща была иссушена до влажности завядания с июля по сентябрь. Таким образом, на протяжении большей части вегетационного периода скорость расхода воды путем эвапотранспирации превышает скорость капиллярного подпитывания, и верхняя часть почвенной толщи иссушается до влажности в интервале НВ-ВЗ и ВЗ-МГ.
По нашим наблюдениям, осенние осадки, выпадающие до ноября, ни разу не обеспечили сквозного промачивания луговых почв. Они лишь повысили влажность верхних горизонтов.
Из полученных результатов следует, что луговые растение весьма активно используют влагу капиллярной каймы в том случае, когда она проникает в первый метр почвенной толщи, т.е. когда зеркало УП-ГВ находятся на глубине около двух метров.
Большой интерес для агрономов-луговодов представляет решение вопроса о том, в какой мере луговые растения используют влагу капиллярной каймы, расположенной глубже, во втором метре. Сведения, имеющиеся на этот счет в литературе, противоречивы.
Так, по данным Н.В. Орловского, полученным на луговых почвах западно-сибирской лесостепи России (Новосибирская область), расход почвенно-грунтовых вод на капиллярное подпитывание в течение вегетационного периода резко падает при опускании вод на глубину 125-150 см и практически прекращается на глубине 175-200 см. В тех же условиях А.П. Трубецкая установила, что расход почвенно-грунтовых вод луговой почвой при уровне 190-270 см составил 10 мм в год, при уровне 180-220 см – 31 мм.
Из многолетних наблюдений С.П. Соколовского и Г.С. Солопова следует, что на пойменных землях Предкавказья при УП-ГВ 0,5 м расход их интенсивный, при уровне 0,5-1,5 м – умеренный, при уровне 1,5-3,0 м – слабый, при уровне более 3,0 м расхода практически нет.
К сожалению, в нашем случае с помощью балансового метода не удалось определить расход влаги из глубоких слоев луговой почвы за счет эвапотранспирации. Для более точной ее установке необходимо лизиметрические исследования, учитывающие приходную часть (осадки, подпитывание из грунтовых вод, влага почвы зоны аэраций), расходную часть (инфильтрация, влага почвы и зоны аэрации, испарение), дистилляцию в зимнее время, питание из грунтовых вод.
Таким образом, режим влажности луговых почв поймы Иртыша в течении теплого времени года складывается из периода повышенного весеннее-ранне-летнего увлажнения всего профиля (выше величины НВ) после разлива реки и периода иссушения верхней части почвы, когда расход воды на транспирацию и физическое испарение в верхней части профиля превышает скорость капиллярного потока воды. Начиная с середины лета до ноября, верхняя метровая толща луговых почв даже при УП-ГВ 150-200 см имеет влажность более низкую, чем величина наименьшей влагоемкости.
Из данных метеоусловий региона видно, что атмосферные осадки выпадают неравномерно, а по своей величине не соответствуют оптимальной потребности лугопастбищных трав в виде злаковых и бобовых растений в процессе филогенеза выработали определенную ритмику в побегообразовании в периодически повторяющиеся засушливые месяцы (июнь, июль), травы прекращают кущение. В настоящее время известно, что пауза кущении является вынужденной, а если дать луговым растениям достаточное количество элементов питания и влагу, то можно добиться непрерывного процесса образования побегов от весны к осени.
Особенно важно обеспечить растения влагой и питанием вовремя летне-осеннего кущения, когда, идет процесс формирования побегов, определяющих величину урожая не только текущего сезона, но и следующего года. В процессе кущения резко возрастает потребность во влаге, и поскольку атмосферных осадков недостаточно для её удовлетворения, необходимо орошение. Причем, когда речь идет о ежегодно высоких и стабильных урожаях луговых трав (6000 к.ед. с гектара и более), орошение становится обязательным приемом повышения продуктивности кормовых угодий даже в годы, считающиеся по среднемноголетним данным нормальными по осадам. Кроме того, необходимо отметить, что в сухостепной зоне Восточного региона Казахстана орошение без внесения достаточного количества удобрений не только дело расточительное, но и отрицательно сказывающееся на плодородии почв водном балансе территории, на вкусовых качествах и питательности травы на пастбищах.
Составленная за многолетний период сухих и влажных годов климаграмма поймы реки Иртыш с учетом температуры воздуха, осадков показывает, что пойменные луга начиная с июля месяца, постоянно испытывают дефицит влаги в корнеобитаемом слое почвы. Если обильные по осадкам годы недостаток влаги приходится на конец июля по первую декаду сентября, а в засушливые годы с конца июля до конца вегетаций луговых трав (рисунки 12 - 14.).
| среднемесячная те мпература воздуха |  П е р и о д з а с у х и | осадки |
| Рисунок 12 – Климаграмма р. Иртыш (по Госсен). Год нормальный (1960-2000) | ||
| среднемесячная те мпература воздуха |  П е р и о д з а с у х и | осадки |
| Рисунок 13 – Климаграмма р. Иртыш (по Госсен). Год сухой (1999) | ||
| среднемесячная те мпература воздуха |  П е р и о д з а с у х и | осадки |
| Рисунок 14 – Климаграмма р. Иртыш (по Госсен). Год влажный (1995) | ||
В целом следует отметить, что климатические условия Павлодарской области, в частности, количество тепла и интенсивность света вполне достаточны для создания и использования культурных пастбищ. Вместе с там, некоторые особенности климата, такие как засушливость (особенно летом), небольшое количество осадков за вегетационный период и сильные ветры, а также значительное колебание отдельных климатических показателей по годам требуют при получении устойчивых урожаев пастбищного травостоя проведения оросительных мероприятий.
Подтверждением необходимости орошения в зоне с континентальным климатом служит вывод Э.Клаппа о том, что даже при среднем годовом количестве осадков 650-700 мм для нормального роста трав необходимы дополнительные источники, включая и поливную воду. По данным Ротамстедской опытной станции (Англия) для получения максимального урожая трав при удовлетворении всех других факторов роста за весь вегетационный период требуется от 400 до 500 мм осадков.
В Нидерландах установлено, что орошение лугов целесообразно при дефиците влаги 150 мм и более в год. Также известно, что максимальное испарение с открытой водной поверхности в средний год для сухостепной зоны, по данным бывшего Сибирского отделения АН СССР, колеблется в пределах 770-800 мм в год. Поскольку период максимального (летнего) выпадения атмосферных осадков совпадает с максимальной испаряемостью, то они не пополняют запасов влаги в почве и за короткий период полностью испаряются. Недостаток увлажнения достигает здесь 400-500 в сухое и 250-300 мм во влажное лето, поэтому единственный путь повышения рентабельности луговодства - орошение.
Кроме того, специальными лизиметрическими исследованиями установлено, что на аллювиальной почве за вегетационный период атмосферные осадки используются всего на 85% в засушливые и на 73% во влажные годы.
Таким образом, создание и использование орошаемых культурных пастбищ на пойменных лугах высокого уровня р. Иртыш связано с тремя условиями. Первое - климатические условия. Если за вегетационный период выпадает 120-125 мм осадков (по области), то из них используется луговыми травами всего 75 мм, что составляет 60%, при суммарном водопотреблении за сезон 500 мм, дефицит составляет в среднем 327-446 мм (таблица 18).
Таблица 18 - Баланс продуктивной влаги поймы Иртыш в корнеобитаемом слое (0-40 см), мм
| Показатели | Влажный год | ^ Сухой год |
| Запасы влаги к началу вегетации трав | 152 | 122 |
| Из них используются травостоем (65%) | 98 | 79 |
| Осадки вегетационного периода | 125 | 125 |
| Из них используется травами (60%) | 75 | 75 |
| Всего продуктивной влаги | 173 | 154 |
| Суммарное водопотребление за сезон | 500 | 500 |
| Дефицит | 327 | 446 |
Второе – гидрологические условия. В связи с тем, что участок находится на пойменном лугу высокого уровня, травостой нерегулярно заливается (если затопление происходит, то на несколько суток). Уровень почвенно-грунтовой воды в конце лета находится на глубине 2 и более метров, что безопасно при поливе. Кроме того, во время разлива реки протоки, озера, старицы заполняются весенним половодьем, которых в летний период можно использовать для орошения без каких-либо дополнительных затрат.
И, наконец, третье – хозяйственные условия. При сенокосно-пастбищном использовании первое скошенное сено идет на зимнее хранение, летом скот пасется только по отаве. Из-за раннего срока скашивания (в фазе колошения основных злаков) сено получается лучшего качества. Кроме того, скот не надо гнать на несколько десятков километров в степь, пастбище находится рядом - (2-3 км) с населенным пунктом, что экономически выгодно.