CC BY
43
Оценка периодичности затопления и восстановления продуктивности лиманов*
М.К. Онаев, к.т.н., ЗКАТУ им. Жангир хана
В степных и полупустынных регионах важная роль в создании устойчивой кормовой базы, производстве кормов с малыми затратами принадлежит лиманному орошению [1, 2]. Лиманное орошение занимает более 30% всех мелиорируемых земель Казахстана, в том числе более 82% орошаемых земель Западно-Казахстанской области.
К крупным системам лиманного орошения инженерного и полуинженерного типа, действующим на территории области, относятся: Урало-Кушумская обводнительно-оросительная система (ООС) - 87,1 тыс. га, Мало-Узенская ООС - 44,0 тыс. га, Больше-Узенская ООС — 25,9 тыс. га, Кал-дыгайтинская ООС — 3,9 тыс. га, Улентинская — 10,3 тыс. га [3].
Одной из современных проблем в землепользовании является неэффективное использование земельных ресурсов, в том числе существующего мелиоративного фонда [4, 5]. Предварительные исследования показали, что нарушения техно -логического режима привели к значительному ухудшению эколого-мелиоративного состояния земельных ресурсов, вырождению ценных видов растений и снижению продуктивности естественного травостоя лиманов.
Поэтому было изучено состояние и возможность восстановления травостоя деградированных лиманов, с продолжительными перерывами в затоплении, что стало целью исследования.
Материал и методы исследования. Исследование проведено учёными Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана в 2015—2017 гг. (Республика Казахстан, г. Уральск), в рамках программы грантового финансирования Комитета науки МОН РК.
Объектом исследования являются участки с деградированной растительностью на лимане 49 Урало-Кушумской ООС.
Анализ периодичности и продолжительности затопления клеток лимана проведён с использованием данных дистанционного зондирования земель (ДЗЗ) [6, 7]. Использован архив спутниковых изображений низкого (250 м) разрешения (более 200 снимков), полученных радиометром MODIS (спутники Terra/Aqua) и мультиспектральные снимки среднего (30 м) со спутников серии Landsat за период с 2000 по 2015 гг. В качестве исходных данных для оценки растительного покрова лимана применялись 16-дневные композитные изображения данных NDVI.
Обработку спутниковых изображений, выделение предметно-содержательной информации о характеристиках объекта исследования проводили с использованием программного комплекса ENVI 4.8.
При сборе и обработке гербарного материала, описании растений и анализе флоры применяли общепринятые геоботанические методы.
Густоту стояния растений определяли на площадках 0,25 м2, равномерно расположенных по делянке. Учёты количества растений проводили перед уборкой.
Результаты исследования. Урало-Кушумская ООС — это межхозяйственная система каналов протяжённостью 1231,9 км. В систему входят каскад из четырёх водохранилищ и пяти магистральных каналов. Система запроектирована на обеспечение водой 12985 га регулярного, 97635 лиманного орошения и обводнение 2177 тыс. га пастбищ прилегаемых территорий.
Лиман 49 расположен на территории Тай-пакского сельского округа Акжаикского района. Лиман, общей площадью в 3877 га, подвязан к Тайпакскому магистральному каналу и затопляется системой распределительных каналов, оборудованных специальными водовыпускными и сбросными сооружениями. Клетки лимана обвалованы земляными валами и имеют средний размер затопляемой площади в пределах от 88 до 120 га, с отдельными отклонениями как до 57, также до 140 или 236 га.
Мониторинг использования лимана с применением аэрокосмических снимков показал, что за рассматриваемый 15-летний период системное затопление производилось лишь в 2000—2002 гг., коэффициент затопления лимана варьировал от 0,71 до 0,81. Средняя площадь заливки лимана составляла 2967 га. Если рассматривать режим затопления лимана в разрезе клеток, то в данный период полностью заливались клетки с номерами 1-4, 7-9, 11-14, 24, 25, 31-36, 38, 39, 41, частично затапливались или не заливались в целом клетки с номерами 5, 6, 8, 10, 15-23, 37, 40.
В 2003-2004 гг. площадь затапливаемых угодий уменьшилась в среднем до 1168 га (коэффициент затопления - 0,3). В эти годы полностью заливались клетки с номерами 1-4, 11-14, 22, 31, 35, 40, 41. Начиная с 2005 г. и заканчивая 2009 г. затопление практически не производилось. Затапливались лишь клетки 1-3, расположенные в северо-западной части лимана. Средняя площадь затопления лимана составляла 228 га. С 2010 по 2012 г. наблюдалось частичное или полное затопление клеток с номерами 1-4, 11, 12, 14, 17,
* Проект Комитета науки МОН РК, № 0115РК01760 от 01.06.2015 r.
31, 32. Коэффициент затопления не превышал значения 0,1, а площадь заливки — не более 384 га. В период 2013—2015 гг. площадь затопления лимана значительно увеличилась: в 2013 г. было залито
570.6 га, в 2014 г. — 1080,5 га, а в 2015 г. площадь затопления составила 698,6 га. В разрезе клеток частично или полностью затапливались чеки с номерами 1-4, 6-9, 11-14, 17, 31-34.
Таким образом, по данным мониторинга, фактическая площадь лиманного орошения за последние 5 лет в среднем составила 623 га. Стабильно в течение 15 лет затапливались клетки с номерами 1-3. С 2010 г. начала заливаться клетка с номером
31 с перерывом в 6 лет, с 2013 г. - клетка 1 №32. На основании данных дистанционного зондирования можно констатировать, что клетки под номерами 14 и 17 начали частично затапливаться в 2013 г., после перерыва, составившего более 8 лет. С 2014 г. начали частично заливаться клетки № 7 и 11 с перерывом в затоплении более 10 лет, клетка № 14 с перерывом в 8 лет. Не затапливаются более 13 лет клетки с номерами 22 и 23.
Если оценивать состояние покрытия растительности по 4-уровневой шкале («норма», «риск», «кризис», «бедствие»), то площадь растительного покрова, соответствующая уровню «норма» к 2015 г. уменьшилась в 6,6 раза по сравнению с 2001 г. При этом произошло значительное усиление деградации растительного покрова лиманных земель со смещением на уровень «бедствие» (в 202 раза).
В соответствии с данными, полученными по состоянию на 2015 год, основная часть лимана (1824,4 га, или 47,1% от совокупной площади) находилась на уровне деградации «бедствие». Площадь в 1426,7 га, или 36,7% от общей площади, соответствовала уровню деградации «кризис», 13,3%, или 516,9 га - уровню «риск», и только 2,9%, или
112.7 га, находились на уровне «норма».
Исследование по восстановлению естественного травостоя лиманов с деградированной растительностью путём регулирования режима орошения наряду с клетками под номерами 31 и
32 велось на клетках под номерами 7, 11, 14 и 17, как заливаемых после значительного перерыва в затоплении.
В 2016 г. продолжительность стояния воды в клетке № 31 составила 15-18 сут., что соответствовало поливной норме 2500-3000 м3/га, в клетке № 32 продолжительность стояния воды составила около 25 сут., при норме полива около 3500 м3/га. Норма затопления клеток под номерами 7, 11, 14 и 17 соответственно составляла 2000, 2500, 3000 и 3000 м3/га.
Результаты анализа флористического состава лиманных клеток указывают на идентичность растительного сообщества. Однако в зависимости от затопляемости имеются незначительное отличия в ботаническом составе растительности лиманов. Исследованием выявлено в 7-й клетке - 54 вида,
в 11-й клетке — 51 вид, в 14-й клетке — 47 видов, 17-й клетке — 48 видов, 22-й клетке — 30 видов, 23-й клетке — 26 видов, 31-й и 32-й клетках — 50 видов растений. Из злаковых видов растительности в 31-й, 32-й, 17-й и 7-й клетках часто встречаются кострец безостый (Bromopsis inermis), вейник наземный (Calamagrostis epigeios), плевел многолетний (Lolium, perenne), пырей ползучий (Elytrigia repens), овсяница луговая (Festuca protensis). Во всех клетках общее проективное покрытие составляет 58—95%.
В 22-й и 23-й клетках большинство территорий занято сорными растениями (Juncus bufonius, Comvolvulus arvensis, Atriplex sagittata, Salsola ruthe-nica, Chenopodium glaucum). Причина распространения сорной растительности в первую очередь связана с отсутствием регулярного затопления, приведшего к вырождению ценных видов естественного травостоя.
Для анализа эффективности восстановления естественного травостоя на лиманах с деградированной растительностью был проведён анализ продуктивности участков с различным режимом затопления. На лиманах, где систематически нарушается рациональный режим их использования, средняя урожайность сена злаковых сообществ составляет в пределах 11,7—24,8 ц/га, снижаясь во многих хозяйствах до 6—8 ц/га. Многолетнее отсутствие заливов приводит к замене высокоурожайного травостоя малоурожайным ксерофитным разнотравьем (табл. 1).
Состав растительности на описанных выше площадях не является постоянным, может изменяться в зависимости от изменения режима затопления. Растительность в клетках 22 и 23 малоценна в кормовом отношении, так как здесь произрастает в основном сорная растительность, в частности марь. Незначительное количество полезной растительности представлено главным образом сухими, ломкими, низкорослыми (10—15 см) растениями, которые используются как пастбищный корм, но не имеют никакой ценности для заготовки сена. Количественные показатели продуктивности естественного равостоя приведены в таблице 2.
Наименьшая урожайность зелёной массы и сена была получена на клетках с продолжительными перерывами в затоплении. Так, урожайность не-затапливаемых клеток № 22 и 23 составила 34,5 и 42 ц/га, из них масса сорняков — соответственно 10,2 и 15,2 ц/га. Такой бурный рост сорной растительности на незатапливаемых клетках обусловлен большим количеством выпавших осадков в этой местности в апреле-мае 2016 г. По данным метеонаблюдений, среднемноголетнее количество осадков в апреле и мае составляет 18 и 15 мм. В апреле 2016 г. осадки составили 38,8 мм, в мае — 48,3 мм. Сравнение показывает, что осадки в сумме за два месяца, по многолетним данным, составляют 33 мм, а в 2016 г. — 87,1 мм (превышение в 2,63 раза).
1. Средняя высота и плотность стеблестоя растений естественного травостоя на лимане
Периодично сть Номер Высота, см Количество стеблей, шт/м2 Доля трав в общем травостое, %
затопления клеток клетки злаковые травы разнотравье злаковые травы разнотравье злаки разнотравье
Перерыв более 13 лет 22 23 29 15 49 45 234 236 126 160 65,0 57,9 35.0 42.1
Перерыв 10 лет 7 11 32 75 70 73 45 46 50 452 452 418 52 516 167 89,6 46,2 71,4 10,4 53,8 28,6
Перерыв 8 лет и 2015 г. Перерыв 6 лет 14 31 91 75 41 50 355 697 74 62 82,3 90,8 17,7 9,0
2. Урожайность естественного травостоя на лимане, ц/га
Показатель Номер клетки лимана 49
7 11 14 22 23 31 32
Урожайность зелёной массы, ц/га Урожайность сена, ц/га 107 49 102 53 85,3 44,5 72 34,5 72 42 94.1 47.2 78,2 44,5
Результаты исследования показали, что деградировавшие и опустынившиеся от многолетнего отсутствия заливов естественные травостои при периодическом затоплении имеют тенденцию к восстановлению, что наблюдается практически во всех исследованных клетках. Особенно необходимо отметить, что в местах возобновления затопления восстанавливается высокоурожайный, ценный в кормовом отношении пырейный травостой.
Вывод. В сухостепной зоне Западного Казахстана геоботаническое разнообразие и продуктивность травостоя лиманов зависит от эксплуатационных режимов затопления систем. Восстановление водообеспеченности лиманов приводит к появлению на них большого количества ценных растений.
Литература
1. Туктаров Б.И., Нагорный Б.И. Ресурсо-, водосбережение на орошаемых землях Саратовской области. Саратов: ООО «Орион», 2005. 351 с.
2. Фетисов И.М., Альжанова Б.С. Состояние и пути восстановления продуктивности естественных сенокосов на лиманах Западного Казахстана // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. 1997. № 3. С. 66—75.
3. Онаев М.К. Мелиоративная оценка водных и земельных ресурсов Приуралья: монография. Уральск, 2014. 165 с.
4. Несват А.П. Формирование рационального сельскохозяйственного землепользования на основе системного подхода // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 1 (45). С. 198-201.
5. Ongayev M. Assessment of The Current State of Vegetetion of Estuaries in The Zone of Dry Steppes of Western Kazakhstan / M. Ongayev, R.B. Tuktarov, Zh. Tassanova, S. Denizbayev // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. RJPBCS 7 (5). P. 382-389.
6. Чандра А.М., Гош С.К. Дистанционное зондирование и георафические информационные системы. М.: Техносфера, 2008. 312 с.
7. Елсаков В.В., Кироллов Д.В. Автоматизированное дешифрирование аэрокосмических изображений: учебное пособие. Сыктывкар: СЛИ, 2013. 44 с.
Проблема коренного улучшения пастбищ и их научное рациональное использование в 80-90-е гг. XX в. в Оренбургской области*
Н.Н. Алексеева, аспирантка, Н.Н. Дубачинская, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Развитие сельскохозяйственного производства в 1970—1980 гг. было определено XXV съездом КПСС и июльским Пленумом ЦК КПСС [1], которые поставили задачу повысить эффективность и улучшить качественные показатели сельскохозяйственного производства. В осуществлении долговременной комплексной программы развития сельского хозяйства большое значение уделялось
роли науки и передовой практики, внедрению полученных результатов научных исследований в производство.
В Оренбургской области в 1980 г. 76% посевной площади было отведено под зерновые, кормовые культуры занимали 1422,9 тыс. га, или 22,5%. В это же время насчитывалось наибольшее поголовье животных: КРС — 1687,3 тыс. гол., овец и коз — 2443,2 тыс. гол., свиней — 609,3 тыс. гол. [2]. С повышением поголовья скота назрела необходимость увеличения кормовой базы, что выразилось
* При поддержке РГНФ, проект №15-02-00658. Материалы Российской научно-практической конференции «Ландшафтное планирование и управление агробиоценозами», август 2017 г., г. Анапа (при поддержке РФФИ; проект № 1704203/17)
