Н.Н. Хожанов, к.с-х.н., доцент, Сейтказиев А.С., д.т.н., профессор,

Жигитова С.З., магистр., Сейтказиева К.А., научный сотрудник.

Таразский государственный университет имени М.Х.Дулати

Республика Казахстан. г. Тараз

ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ В АРИДНОЙ ЗОНЕ

В аридной зоне постановка вопроса продуктивности сельскохозяйственных культур, в связи с антропогенными опустыниваниями требуют комплексного подхода при оценке природных ресурсов в системе «Климат-почва растение». Однако как свидетельствует практика земледелия при изучении явления отдельных факторов жизни растений на их продуктивность агрометеорологи больше всего уделяли внимания на тепло - влагообеспеченности и условиями перезимовки, а агробиологии питанию и водно-воздушному режиму.

Вместе с тем известно, что верхний предел урожая на каждом конкретном участке земли определяется, прежде всего , не количеством внесенных удобрений и влаги, а количеством световой энергии, наступающий на поверхность почвы. Недоучет этого фактора многие исследователи объясняют неограниченным количеством ресурсов света и трудностями его регулирования [1].

При низкой агротехнике, как свидетельствует [2] значительная часть энергетических ресурсов климата расходуется не на биологические, а на физические процессы нагревание, испарение, тепловой обмен и т.д.

При высокой агротехники для создания органической массы тепло, свет, влага, питательные вещества почвы используется с более высоким коэффициентом полезного действия. Таким образом, климат и погода всегда динамичны, поэтому даже высокая агротехника, рассчитанная на средние климатические условия, не устраняет ежегодных колебаний урожаев. Только применение агротехники с соответствием и особенностями погодных условий можно придать урожаям большую устойчивость по годам.

Исходя, из этих суждений следует, что ясное понимание природы, общих основ и закономерностей интересующего нас явления или процесса. Ясное понимание зависимостей его от других процессов и условий и в результате этого умение точно предвидеть и предсказывать состояние явление или процесса в любых возможных условиях для того, чтобы направлять его ход по нужному для нас пути.

В интересах повышения урожаев ведется громадное число работ. Этому содействует работы агротехников, селекционеров, почвоведов, агрохимиков, физиологов и многих специалистов других профилей. Каждый из них внесли в дело повышения урожайности свой специфический вклад, но если попытаться оценить их в сумме, то они не всегда еще укладываются в общую систему, которую можно было бы назвать общей теорией получения высоких урожаев.

В этом плане постановка вопроса координирования урожая сельскохозяйственных культур в условиях экстремального изменения составляющих дает полное основание выделить продуктивные формы регулирование отдачи поливного земледелия, что являются главным критерием повышения качества возделываемой культуры.

Как известно, количество влаги в почвенном покрове определяются не только количеством выпадающих атмосферных осадков, но и их расходованием на сток и испарение. Главным фактором испарения при наличии влаги служит солнечная энергия, а так же в определенной степени дефицит влажности и температура воздуха. Поэтому количественные характеристики влагообеспеченности естественных систем наряду с атмосферными осадками формируются и определяются количеством тепла, достигающего дневной поверхности. Другими словами количественные характеристики влагообеспеченности должна рассматриваться как результат процесса тепло и влагаобмена в целом [3].

Тем самым задачи орошаемой зоны, особенно в критические периоды вегетации должны быть направлены на снижение физического испарения, что можно осуществить путем широкого-масштабного внедрения. Так называемой биологической мелиорации. Реструктуризация культуры земледелия путем расширения сферы биологической мелиорации, является единственным решением оздоровления экологической обстановки региона. Исследовании подтверждают. Что показатели суммарного испарения с орошаемой территории с показателями агроклимата коррелируются зависимостью вида:

, (1)

где : Е_с- месячное суммарное испарение, мм.

W_в-относительная влажность воздуха конкретного месяца, %

L - коэффициент пропорциональности.

Данные расчеты суммарного испарения характеризуют сущность фактической величины, даст нам основание, решая данную уравнению по отношению относительной влажности воздуха вычислить и установить контрольную величину суммарного испарения. Так, при W_в=25% для апреля составляет 164мм, соответственно для V, VI, VII, VIII и IX колеблется в пределах 200, 221,234, 220, и 193 мм, что в сумме составит 1232мм. При условии, если W_в=50% то показатели среднемесячного суммарно испарения составляет соответственно 116,141.156,165,155,136 мм, что в сумме составит 869 мм, отсюда следует, что при поддержании W_в на уровне 50% можно уменьшить до 30% показателей испарения, которая регулируется за счет снижения физического испарения путем искусственного увеличения доли транспирации.

Таким образом концепция регулирования указанных факторов обязывает изыскать оптимальные площади возделываемой культуры и конкретных природно - климатических условиях, обеспечивающих потенциальный урожай сельскохозяйственных культур.

Для эколого-биосферной оценки продуктивности природных систем необходимо составлять с той или иной степенью детализации долгосрочный прогноз поведения всего природно –технического комплекса, что является далеко не рядовой задачей, ожидающей всего всестороннего научного обоснования на основе законов природы. Решение подобной задачи требует учета многообразия внешних и внутренних связей в системе формирования и функционирования биомассы растения и почвообразовательного процесса, что требует разработки методики интегральной экологической оценки продуктивности ландшафтов [4].

При этом природно-производственный комплекс как элемент геотехнической системы это целая фабрика, производство, связанное с землей компонентами, которых является почвы, растения, вода, атмосфера. Основным объектом воздействия и основным средством производства здесь является почва, которая в любом ранге ландшафта выступает в качество основного связывающего и стабилизирующего компонента геосистемы[5-9].

При этом доля составляющих по формированию микроклимата приземного слоя (МПС), как следует, из наших расчетов подразделяются в следующих соотношениях , те, 36% приходится на атмосферу, 48%- на почву и 16% на гидрогеологию.

На формирование почвообрабозовательного процесса доля атмосферы составляет -48%, почвы -32% и гидрогеологии -20%.

На формирование режима грунтовых вод доля атмосферы составляет -16% почвы-20% и гидрогеологии -64%.

Анализы свидетельствуют, что составляющие основных факторов неодинаковые, поэтому в конкретных случаях воздействие внешних факторов (агротехника, мелиорация и т.д.) должны быть строго индивидуальными.

Таким образом, к регулируемой зоне в теоретическом смысле для стабилизации МПС приходится 25 %-атмосферы и 25% почвы, соответственно в процессах почвообразования имеет такое же соотношение, а доля регулирования режима грунтовых вод составляет 50%. Отсюда следует, что в земледелии нами предпринимались серьезные упущения, которые характеризуются в следующих понятиях, т.е. до сего дня развитие мелиорации и орошаемого земледелия в основном оценивалось по валовому производству сельскохозяйственных культур, которые в конечном счете, обусловило к экологическим последствиям.

Известно, что продуктивность сельскохозяйственных культур зависит от комплекса факторов. Поэтому моделирование к конкретному природно –климатическому условию требует внести внести соответствующие корректировки в совершенствовании сельскохозяйственной науки. В этом плане наши разработки направление на решения практических задач описывается формулой:

, (2)

где у- продуктивность сельскохозяйственных культур, ц/га

а,в,с,- свободные члены

х₁,х₂,х₃,- аргументы света, тепла и влаги.

Здесь в качестве аргумента принять суммарные величины ФАР, радиационного баланса и среднемесячная относительная влажность воздуха создает порядка 48-50% продуктивности сельскохозяйственных культур, поэтому задачи регулирования влажности воздуха должна быть неотъемлемой частью мелиорации аридной зоны. Отсюда вопросы дальнейшей координации эффективности мелиоративных разработок позволило нам выявить, что относительная влажность воздуха, есть функция от скорости ветра, осадки и продуктивной влаги почвы, которую можно описать уравнением вида:

, (3)

где W- относительная влажность воздуха конкретного периода, %

а,в,с,- свободные члены, которые равны соответственно 0,51; 0,009 и 0,34.

х₁,х₂,х₃,- аргументы, т.е. Скорость ветра, осадки и продуктивная влаги почвы конкретного периода; Д-влияние агротехники.

Отсюда следует, что влияние в формировании относительной влажности воздуха составляет порядка 0.15, т.е. 15% . Это дает нам считать, что данная величина в сумме с продуктивной влагой можно отнести к регулируемым факторам.

Таким образом для поддержания оптимальной влажности воздуха на уровне 48-52% в течении вегетационного периода, необходимо предпринять соответствующие меры, которые состоят из следующих направлений:

- разработка эффективности приемов ослабления скорости ветра;

-разработка технологии равномерного перераспределения продуктивной влаги в течении вегетации на базе совершенствования сельскохозяйственных культур.

- разработка ресурсосберегающей технологии, обеспечивающий возможности при минимальных затратах водных ресурсов иметь достаточно высокую экологическую эффективность системы земледелия, позволяющие максимального использования природно-климатических ресурсов, мобилизацию биологических особенностей растений и вовлечение в биологическую круговорот менее доступных форм влаги и питательных веществ.

ЛИТЕРАТУРА

1 Афендулов К., Черникова М. Комплексная оценка почв при программировании урожаев. Земледелие, № 6, 1976 – с, 32-37

2 Федосеев А.П. Погода определяет гибкость агротехники. // Земледелие, № 3, 1877- с.45-49.

3 Будыко М.И. Глобальная экология. М.Мысль, 1977-327с.

4 Мустафаев Ж.С. Почвенно-экологическое обоснование мелиорации

сельскохозяйственных земель в Казахстане. Алматы. Гылым, 1977-358с.

5 Голованов А.И. Мелиорация ландшафтов.// Мелиорация и водное хозяйство. М.:1996, № 3 - с.6-8.

6 Айдаров И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель-М. Агропромиздат, 1985-304с.

7 Парфенова Н.И. Решетникова Н.М. Экологические принципы регулирования гидрогеохимического режима орошаемых земель. СПБ: Гидрометеоиздат, 1995-300с.

8 Агроклиматические ресурсы Жамбылской области М: 1987

9 Пехович А.И. Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел-1., Энергия.1990,-250с.