Между растениями и окружающей их средой существует тесная взаимосвязь, поскольку их развитие, прохождение жизненных циклов зависят не только от наследственных качеств, но и почвенных, климатических и метеорологических условий. В условиях Казахстана решающую роль из всех факторов играют условия увлажнения.

Следует учитывать, что в процессе длительного произрастания многих поколений трав они приспосабливаются к условиям почвенно-климатических зон, прошли определенный естественный отбор трав в фитоценозе, например, к условиям увлажнения, высоким или низким температурам и т. д.

Высокие температуры при неудовлетворительных условиях увлажнения приводят к ускоренному прохождению всех циклов развития, а растения формируются низкорослыми, а в районах с обильной влагообеспеченностью и высокими температурами травы быстро растут, достигая порой гигантских размеров.

С другой стороны, и травы оказывают большое влияние на окружающую среду, например, на почву, повышая ее плодородие (накопление органического вещества, создание ее структуры, развитие микрофлоры, улучшение химического состава).

Леса оказывают большое влияние на климатические условия региона за счет снижения скорости ветра, накопления снега, замедление весной таяния снега и т.д. [ Можаев Н. И. и др. Основы программирования урожаев сельскохозяйственных культур. - Астана, 1996.]

Таким образом, зная биологию и экологию отдельных видов трав и растительных сообществ (ценозов), создается возможность разрабатывать технологию получения максимально возможной урожайности естественных и искусственно созданных кормовых угодий и их рационального использования.

Рост и развитие растений определяют факторы внешней среды: вода, тепло, свет, воздух.

Вода в жизни и формировании урожая кормовых трав играет решающую роль, которую растения получают из почвы, куда она в свою очередь поступает в виде дождя, при таянии снега, почвенных и грунтовых вод, при этом в большинстве случаев важнейшее значение имеют атмосферные осадки.

Годовое количество атмосферных осадков в разных почвенно-климатических зонах колеблется в большом диапазоне - от 10 тыс. мм в тропиках Юго-Восточной Азии до 100-120 мм в пустынях, а есть районы, где осадков совсем не выпадает. В Казахстане количество осадков колеблется в среднем от 320-340 мм в лесостепной до 150-200 мм в полупустынной и пустынной зонах, достигая в горных и предгорных районах 400-500 мм[ Можаев Н.И., Серикпаев Н.А. Кормопроизводство. Луговое и пастбищное кормопроизводство: Учебник. - Астана: Казахский аграрный университет им. С.Сейфуллина, 2007, 31с.]. Это и обуславливает произрастание в разных зонах соответствующих групп растений.

Однако нередко растения испытывают недостаток влаги на солончаках, сфагновых болотах, в тундре из-за физических свойств почвы (величины почвенных частиц, количества минеральных и органических веществ) и температурных условий. Такое явление связано с недостатком в почве кислорода, высокой кислотностью ее, большим содержанием солей и т.д., что приводит к так называемой физиологической сухости, которая коренным образом отличаемся от физической, связанной с просто недостатком воды.

Оценивая биоклиматический потенциал растений региона по фактору, находящемуся здесь в первом минимуме, - влаге, можно сказать, что этот потенциал реализуется лишь на 40-50%.

Требования к теплу большинства кормовых трав относительно невысока: семена начинают прорастать при 1-2°, хотя оптимальные температуры для роста от 15 до 30°, а сумма активных температур для достижения фазы укосной спелости от 700° до 900°, а для созревания семян в среднем от 1200 до 1400°. В целом можно сказать, что в условиях Казахстана тепло не является лимитирующим фактором для кормовых трав, лимитирующим фактором является влага.

Обеспеченность теплом культурных растений для всей территории Северного Казахстана характерна хорошая.

По отношению к световому режиму многолетние травы по происхождению из умеренных широт и являются растениями длинного светового дня. Воздух необходим растениям для дыхания и фотосинтеза, с помощью ветра опыляются многие растения - анемофилы - к ним относятся все злаковые травы и осоки

Движение воздуха - ветер оказывает влияние на транспирацию растений что при одновременной сухости воздуха не позволяет обеспечить растение необходимым количеством воды и как следствие - опадение листьев, уменьшение фотосинтеза падение урожайности а при суховеях, нередко возникающих в степной и пустынной зонах, - и к гибели растений.

Все кормовые травы по отношению к влаге делят на три экологических типа: мезофиты, ксерофиты и гигрофиты

Мезофиты - растения, произрастающие в районах среднего увлажнения, у которых наиболее благоприятные условия для произрастания при влажности почвы 75 80% от НПВ.

К мезофитам относится большинство кормовых трав и все травы, возделываемые в полевом травосеянии люцерна, эспарцет, донник, лядвенец рогатый, житняк, кострец безостый, пырей, тимофеевка луговая, ежа сборная, овсяница луговая, плевел многолетний, райграс высокий, клевер и другие.

Ксерофиты - растения сухих мест обитания, произрастающие при недостатке влаги, способные переносить почвенную и воздушную засуху. Они имеют мощную корневую систему, замедленную транспирацию, особенно в знойные часы, очень высокое осмотическое давление в клетках корня, что позволяет всасывать почвенный раствор при низких запасах влаги в почве.

Ксерофиты имеют небольшие узкие листья, нередко количество листьев немного, к тому же недоразвитых. Клетки этих растений мелкие, плотно сложенные, межклетники развиты плохо, однако сильно развиты механические ткани, большое количество проводящих пучков, что нередко придает жесткость их стеблям. В связи с этим кормовое достоинство большинства растений этой группы - невысокое.

Типичными растениями - ксерофитами являются растения сухих степей полупустынь и пустынь: ковыли, овсяница бороздчатая (типчак), многие имеют опушение - астрагалы, полыни (белая, сероземная, белоземная) джузгун, верблюжья колючка, саксаул и др.

Гигрофиты - растения произрастающие на влажных лугах, болотах, по берегам рек, в лесах влажных районов, имеющие широкие листья. Растения высокие со слабой корневой системой и незакрывающимися устьицами, расположенными на обеих сторонах листа. К этой группе многолетних трав относятся: осоки, ситники, камыши, тростники, некоторые вересковые, многие лютиковые и др.

Кормовое достоинство этих растений невысокое, но многие из них имеют широкое распространение (осоки, камыши, тростники) потому при недостатке более ценных кормовых растений животные вынуждены поедать и их. Многолетние травы из семейства бобовых на избыточно влажных местах произрастают крайне редко.

Характеризуя требование растений к влаге, следует выделить еще одно понятие - влагоустойчивость, заключающаяся в способности растений сохранять жизнеспособность при избыточном увлажнении, иногда очень длительном, а после схода воды давать высокий урожай.

Влагоустойчивость подразделяют на 2 типа: устойчивость растений к поверхностному затоплению, что обычно происходит в период разлива рек на пойменных лугах, а также при лиманном и обычном орошении, и устойчивости растений при подтоплении снизу, из-под почвы.

По устойчивости к затоплению кормовые многолетние травы подразделяются на три группы: длительно-устойчивые, выдерживающие затопление более 40 суток, среднеустойчивые от 15 до 30 дней и малоустойчивые - не более 10-15 суток.

К длительно-устойчивым можно отнести кострец безостый, пырей ползучий, лисохвост луговой, бекманию, канареечник, осоку стройную, чину болотную, к среднеустойчивым - тимофеевку луговую, овсяницу луговую, мятлик луговой, чину луговую, люцерну желтую клевер розовый и др., к малоустойчивым - люцерны посевная и средняя, донники, житняки, ежа сборная, райграс высокий и др.

Кроме того есть виды многолетних трав, которые не выдерживают даже самого кратковременного затопления (3-5 суток), среди таких трав можно назвать эспарцет песчаный.

К подтоплению снизу, особенно холодными водами, устойчивы лисохвост луговой, щучка (луговик дернистый), полевица собачья, многие крупные осоки, к неустойчивым - пырей ползучий, житняк, кострец безостый, райграс высокий.

Для многолетних трав важным свойством является зимостойкость - способность не подвергаться вымерзанию, выпреванию и выпиранию корней из почвы и морозостойкость - способность переносить не только заморозки, но и длительные морозы, что связано со способностью растений накапливать к началу зимы большого количества питательных веществ, особенно сахаров и жиров, а также глубиной залегания узла кущения (у злаковых) и корневой шейки (у бобовых).

Высокой морозостойкостью в степной зоне отличаются житняки, кострец безостый, донники, люцерна желтая, эспарцет песчаный, пырей ползучий, типчак (овсяница бороздчатая), средней морозостойкостью - люцерна посевная, эспарцет посевной, райграс высокий, неморозостойкие - клевер красный, клевер белый и др.

На зимостойкость трав оказывают влияние и агротехнические приемы посев районированными сортами, соблюдение сроков посева, скашивание или стравливание трав не позже, чем за 25-30 суток до конца вегетации, внесение удобрений прикатывание снега зимой и др.

Почвенные факторы - содержание питательных веществ, кислотность, щелочность, засоленность и др. имеют для кормовых трав важное значение Наиболее ценные травы как бобовые, так и злаковые лучше растут и формируют высокие урожаи на богатых и средних по содержанию питательных веществ почвах.

Ухудшение пищевого режима приводит к вытеснению ценных кормовых растений корневищных и рыхлокустовых злаков малоценными, менее требовательными к элементам питания, например, плотно-кустовыми, в результате снижается урожайность, ухудшается качество корма.

Ценные кормовые травы житняк, кострец безостый, тимофеевка луговая, овсяница луговая, люцерна, лядвенец, клевер лучше растут на почвах слабокислых нейтральных и слабощелочных. На кислых почвах растут малоценные травы: луговик дернистый (щучка), осока сероватая, белоус, щавелек и др., на щелочных солонцеватых почвах - кермек, солодка, бескильница расставленная, прибрежница солончаковая и др.

На засоленных почвах (солонцы и солончаки) пустынной и полупустынной зон произрастают растения галофиты (солелюбы), приспособленные к этим условиям солянки, солерос полынь, прутняк и др. На песках произрастают растения, приспособленные к жизни на подвижных песках - псаммофиты, имеющие быстро проникающий главный корень до увлажненного горизонта (более 0,5), а затем формируются корни длиной до 10-20 м. К таким относятся растения, произрастающие в пустыне на подвижных песках - саксаул белый, песчаная акация, на заросших песках - осока вздутая и разное виды полыни, в полупустыне на подвижных песках - кияк (овес песчаный), кумарчик, а на заросших песках - полынь песчаная и белая, прутняк и другие.

Кормовые травы по-разному реагируют на аэрацию почвы (воздухообмен с наружным атмосферным воздухом) Наибольшую требовательность к аэрации предъявляют корневищные злаки - кострец безостый, пырей ползуний, а также бобовые травы. Менее требовательны к аэрации плотно-кустовые и бочечные травы. Кроме paсмотренных выше факторов, в экологии растений большую роль играют топографические факторы, в основное, рельеф местности, оказывающий существенное влияние на состав растительности на суходолах, поймах рек, на разных частях склонов, экспозиции склонов.

Например, в степной зоне на южных склонах в условиях повышенных температур летом и колеблющихся зимних температур произрастают растения более засухоустойчивые и морозостойкие, чем на северных склонах, где размещаются растения, приспособленные к более умеренным температурам.

В поймах рек в результате затопления при разливах в разных частях рельефа создается различный режим (длительности) затопления, аэрации, обеспеченности элементами минерального питания и др. формируются растительные группировки (ценозы), существенно различающиеся по биологическим свойствам и кормовой ценности. Например, в центральной части поймы, где хорошее обеспечение влагой и питательными веществами, содержащимися в наилке, произрастают наиболее ценные в кормовом отношении травы тимофеевка луговая, кострец безостый, лисохвост луговой, а в притеррасной части поймы с низким залеганием грунтовых вод и нередко заболоченной и засоленной, прорастают травы малоценные в кормовом отношении (тростник, камыш, осоки и др.). Биотические факторы следует рассматривать важными биологическими факторами, которые характеризуют сложную систему взаимоотношений с растительными и животными организмами.

На естественных кормовых угодьях в растительных сообществах (фитоценозах) друг на друга воздействуют не только растения, но и микроорганизмы, оказывая в одних случаях положительное влияние, в других - отрицательное.

Примером могут служить растения-паразиты - повилики, заразихи и др. полупаразиты марьянник, мытник, зубчатка и др., паразиты грибов и бактерий, выделяющих токсичные вещества, приводящие нередко к гибели растения-хозяина.

Корневые выделения ряда растений, способные превращать труднодоступные питательные вещества в доступные, оказывают отрицательное влияние на растения других видов. Микроорганизмы разлагают мертвые остатки растений и превращают их в доступные для вегетирующих растений вещества, азотфиксирующие и клубеньковые бактерии обогащают почву азотом и т.д.

Положительное влияние на растительность естественных кормовых угодий оказывают беспозвоночные черви многоножки, личинки насекомых и др., которые, размещаясь в слое почвы до 20 см, минерализуют мертвое органическое вещество, увеличивают содержание доступных питательных веществ для растений.

При этом особенно велика роль дождевых червей, количество которых не редко достигает до 300 шт. на 1 м². Они пронизывают своими ходами почву, улучшая ее аэрацию, перемещая почвенные частицы, как бы перемешивая ее, способствуют созданию прочной комковатой структуры почвы, при этом почти не повреждают корневую систему, то есть способствуют повышению урожайности естественных кормовых угодий.

Многие насекомые участвуют в опылении цветков ценных кормовых трав - люцерны, эспарцета, донника клевера и др. животные и насекомые переносят семена, плоды, способствуя расселению растений.

В степной и пустынной зоне на естественных кормовых угодьях большой вред травам наносят мышевидные грызуны и землерои - кроты, прорывая в почве ходы, норы, а также кочки - кротовины из выброшенной на поверхность земли, муравейники на сенокосах способствуют увеличению потерь сена при уборке, т е все вышеназванные животные и насекомые оказывают отрицательное влияние на сбор корма с этих угодий.

Огромную роль в жизни растений играют антропогенные факторы, что в обобщенном виде следует считать как все разнообразные формы влияния человека как непосредственно на растения, так и на все экологические факторы. Среди таких факторов можно назвать отрицательные - бессистемные выпас скота и сенокошение, которые приводят к уменьшению высокопродуктивных видов растений полному выбиванию и вытаптыванию пастбищ.

Вместе с тем, разумное проведение осушения и орошения, применение системы агротехнических мероприятий - коренное и поверхностное улучшение естественных кормовых угодий научно обоснованная система использований пастбищ и сенокосов с введением пастбищеоборотов и сенокосооборотов создают условия для формирования фитоценозов из ценных в кормовом отношении трав, отличающихся высокой продуктивностью.

Более всего для нашего региона по факторам внешней среды отвечают требованиям кормовые культуры, которые относятся ко 2-й группе хлебных злаков - кукуруза, просо, суданская трава, могар и другие, а так же рано дающие укос многолетние травы - житняк, эспарцет, донник и другие, в восточной более увлажненной части региона - люцерна, кострец безостый. Возделывание люцерны, корнеплодов и бахчевых культур в регионе, особенно в центральной и южной частях, должно сосредоточиться на орошаемых землях. Для получения высоких урожаев зерновых культур пшеницы, ячменя и других, летние осадки могут рационально использоваться при посеве их во второй половине мая, а ячменя и овса в начале июня.

В настоящее время мы располагаем большим количеством сортов и гибридов кормовых культур - зернофуражных, зернобобовых, силосных, многолетних и однолетних трав и корнеплодов, районированных в Центральном Казахстане.

Рассматривая районированные в Центральном Казахстане сорта кормовых культур, приходится констатировать, что не все они пригодны для возделывания в системе интенсивных технологий, в частности, нет сортов и гибридов интенсивного типа, выведенных и прошедших сортоиспытание для возделывания на орошаемых землях, нет районированных гибридов кукурузы, способных сочетать высокую урожайность зеленой массы и скороспелость, что позволило бы в условиях относительно короткого безморозного периода получать початки молочно-восковой спелости, много сортов кормовых культур находится в районировании более 30-50 лет.

Например, люцерна Карагандинская 1 районирована с 1938г., Шортандинская 2-е - 1952г., Марусинская 425 - с 1948г., Семиреченская местная - с 1934г., эспарцет Песчаный улучшенный - с 1950г., житняк Карабалыкский 202 СибННИХоз 189 - с 1957г., пырейский 86 - с 1959г., Марусинский 996 - с 1941г., Камалинский 611 - с 1954г., Орел - с 1957г., Льговский 1026 - с 1960г., Темирский 110 - с 1954г., горох Рамонский 77 - с 1962г.

В Казахстане в полевом травосеянии возделывается два вида житняка: житняк ширококолосый (Agropyrum cristatum) и житняк узкоколосый (Agropyrum sibiricum).Первый распространен в западных областях Казахстана, в основном в Уральской, Актюбинской и Кустанайской, а второй - на востоке республики - в Семипалатинской, Павлодарской, Восточно-Казахстанской и Карагандинской областях[ Зыков Д.А. Кормопроизводство в Казахстане. - Алма-Ата, Издательство Кайнар, 1969, с. 69].

Существенные различия состоят в экологической приспособленности этих видов. Житняк ширококолосый засухоустойчив и обладает высокой энергией кущения, у житняка узкоколосого энергия кущения ниже, но зато он характеризуется повышенной морозостойкостью. Общими для обоих видов житняка являются продолжительная жизнедеятельность, достигающая в благоприятных условиях 12-20 лет.

Благодаря мощно развитой мочковатой корневой системе оба вида житняка являются прекрасными пластообразователями.

Способность к повторному отрастанию у житняков низкая. В хорошо увлажненные годы после первого укоса они дают отаву, но двух полноценных укосов на сено обычно получить не удается.

Хозяйственная ценность житняка заключается в его приспособленности к суровым сухостепным условиям жизни. При своевременном скашивании в фазу колошения - начала цветения он дает высокопитательное и хорошо поедаемое степное сено. Если же скосить его в более поздние фазы вегетации, сено получается очень грубым и низким по питательным качествам.

Наиболее распространенными в Казахстане сортами житняка являются Карабалыкский 202, районированный в Кокчетавской, Северо-Казахстанской, Павлодарской, Целиноградской, Карагандинской и Семипалатинской областях, Актюбинский местный (узкоколосый и ширококолосый), районированный в Уральской, Актюбинской и южных областях республики.

Житняк является растением сухих степей и отличается высокой степенью устойчивости по отношению к засухе. Проф. Константинов указывает, что ширококолосый житняк более засухоустойчив, чем узкоколосый. В годы с увеличенным количеством осадков урожаи узкоколосого житняка значительно повышаются (примерно на 30%). Ширококолосый житняк на увеличение влаги отзывается слабо и отличается большим постоянством урожаев.

Житняк принадлежит к исключительно зимостойким растениям. Случаев вымерзания житняка в многочисленных опытах не наблюдалось совершенно. Удовлетворительно переносятся житняком и весенние заморозки.

Ширококолосый житняк характеризуется несколько большей зимостойкостью, чем узкоколосый.

По отношению к почве житняк является нетребовательным растением. В районах распространения он встречается на самых разнообразных почвах: на темноцветных чернозёмовидных, на темно- и светлокаштановых, бурых, глинистых и супесчаных.

Растёт житняк и на солонцеватых суглинках и на глубокостолбчатых солонцах. Не встречается житняк только на злостных мокрых солонцах и на лишённых растительности каменистых и глинистых выходах материнских пород.

Узкоколосый и ширококолосый житняки несколько по-разному относятся к почве.

Узкоколосый житняк встречается обычно на светлобурых, бурых и каштановых суглинках, часто-на солонцеватых. Ширококолосый житняк большей частью приурочен к светлокаштановым и каштановым суглинкам, а в пустынных степях спускается в степные западины и поселяется по окраинам лиманов.

Житняк очень долговечен. Постепенно уменьшая свои урожаи, он не выпадает из посевов на протяжении десяти и более лет. Наибольшие урожаи житняк даёт на третий год. Затем урожаи его начинают постепенно падать.

Житняк в условиях засушливых районов имеет довольно высокую урожайность[ Смирнов А.И. Растениеводство. - М.: Огиз-Сльхозгиз, 1947, 439с.].

Кострец безостый - Bromopsis inermis Leyss. Долголетний верховой корневищевый злак, 70-150 см высотой. Широко распространен в лесной, лесостепной и степной зонах, на пойменных лугах. В степи и лесостепи - произрастает на залежах черноземных почв и в поймах рек с почвами легкого механического состава или в поймах с большими отложениями наилка, образуя чистые заросли. На пастбищах до цветения, так же, как и в сене хорошо поедается всеми видами скота. При скашивании перед цветением дает второй укос за счет удлиненных и укороченных вегетативных побегов, в лесной зоне при выпасе можно стравливать 3-4 раза в лето[ Можаев Н.И., Аринов К.К., Нургалиев А.И. Растениеводство: Учебник. - Акмола, Акмолинский аграрный университет, 1996, 252 с.].