План

1.Поняття про зрошення та обводнення.

2. Види і способи зрошення.

3. Особливості зрошення в різних природних зонах.

4. Вплив зрошення на грунт,  мікроклімат,  рослини.

5. Роль зрошення у розвитку сільськогосподарського виробництва.

6. Зрошувальна система, її види і складові елементи за призначенням.

7. Вимоги, що ставляться до зрошувальних систем.

Для всієї території України, що розміщена на південь від лінії Балта - Кіровоград - Кременчук - Полтава - Харків і складає майже 28 млн. га, в т.ч. 22 млн. га сільгоспугідь, характерні недостатнє та нестійке природне зволоження і періодичні посухи. Інколи посухи охоплюють і північні регіони і навіть вологий поліський край

Єдиним радикальним засобом боротьби з посухами, що винайшло людство на протязі свого існування - є зрошення земель. . Альтернативи зрошенню у світі поки що не існує. Лише зрошення земель здатне істотно протистояти, пом’якшити спустошливий вплив посух і суховіїв, зберегти врожаї від загибелі, забезпечити достатню кількість зерна та іншої продукції рослинництва у критичні кліматичні періоди

Зрошення - це штучне зволоження ґрунту для одержання високих і стійких врожаїв сільськогосподарських

 культур. Зволоження ґрунту сприяє поліпшенню повітряного і теплового режимів, активізує діяльність

мікроорганізмів, підвищує розчинність і поліпшує використання рослинами внесених добрив, сприяє

росту і розвитку рослин, прискорює  внутрішні біологічні процеси в ґрунті. В основу зрошувальних меліорацій покладено гідротехнічні прийоми подачі води і перетворення її у ґрунтову вологу.

Обводнення - це комплекс гідротехнічних споруд і заходів, призначених для забезпечення водою 

безводних і маловодних районів. Забезпечується обводнення шляхом створення ставків, колодязів, каналів, водоймищ і базується на використанні у першу чергу місцевих водних ресурсів. Джерела обводнення - підземні води, опади, . Обводнення степу, пустинь і напівпустинь здійснюється по централізованій, децентралізованій і комбінованій системах. При централізованій системі всю територію обводнення забезпечують водою з одного або декількох об’єднаних джерел, при децентралізованій системі вода обов’язково подається з декількох водних джерел. Комбінована система включає елементи обох названих систем. Вода до водокористувачів, в залежності від джерела обводнення,  може подаватися по обводнюючим каналам і трубопроводам, забиратися шляхом каптажу підруслового потоку, за допомогою шахтних колодязів, або насосами чи самопливом.

Види і способи зрошення.

В залежності від впливу на грунт і рослини  зрошення поділяється на зволожувальне, удобрювальне і спеціальне.

Зволожувальне зрошення поділяється на два види: діюче регулярно і одноразово.

При регулярно-діючому зрошенні вода у зрошувальну мережу із джерела зрошення може подаватися самопливом, таке зрошення називається самопливним. При подачі води у зрошувальну мережу насосними станціями зрошення називається механічним.

Одноразово діюче зрошення ділиться на паводкове і лиманне. При цих видах зрошення грунт зволожується лише один раз за рік затопленням земель паводковими водами або водами весняного стоку. Лиманне і паводкове зрошення поширене переважно в Росії і Казахстані і займає 10% всієї зрошуваної землі.

Удобрювальне зрошення призначене для внесення добрив у грунт за допомогою поливної води, яка розчиняє добрива і транспортує їх у грунт. Розрізняють слідуючи  види удобрювального зрошення:

Зрошення стічними водами;

Зрошення весняними водами з великою кількістю наносів.

Ці види зрошення поки що мало поширені і займають близько 1% зрошуваних площ.

Спеціальне зрошення ділиться на отеплювальне, окислювальне, ґрунтозахисне.

Отеплювальне зрошення застосовують для штучного продовження вегетаційного періоду шляхом зігрівання ґрунту. Полив проводять відпрацьованими водами теплоцентралей, термальними водами. Отеплювальне зрошення в майбутньому досить перспективне.

Окислювальне зрошення - це полив водою, збагаченою киснем. В основному проводиться на рисових полях, ґрунти яких мають мало кисню.

Ґрунтозахисне зрошення призначене для видалення з ґрунту надлишку солей, для знищення шкідників сільськогосподарських культур шляхом затоплення ґрунту водою. Поширене в Узбекистані, Туркменії, Азербайджані, Вірменії.

Способи зрошення. Існує 5 основних способів подачі  та розподілу води на зрошуваних землях:

Поверхневе зрошення, полягає в тому, що зрошувальна вода розподіляється на поверхні ґрунту шляхом напуску її в борозни, смуги або чеки.

Дощування - спосіб поливу при якому вода розпилюється у повітрі над зрошуваною площею спеціальними апаратами і падає дощем на рослини і грунт.

Дрібнодисперсне (аерозольне) зрошення, при  якому вода розпиляється на дрібні краплини, що вкривають листову поверхню рослин і ефективно регулюють мікроклімат приґрунтового шару повітря.

Внутрішньогрунтове зрошення здійснюється за допомогою підведення поливної води у кореневмісний шар ґрунту для підтримання заданої вологості без значних втрат  води.

Субіригація - спосіб зволоження орного шару ґрунту за рахунок капілярного підживлення шляхом підйому і підтримання необхідного рівня ґрунтових вод

Особливості зрошення в різних природних зонах.

Правильний вибір способу проведення зрошення залежить від комплексу природних умов - клімату, ґрунтів, рельєфу, механічного складу ґрунтів, гідрогеологічних властивостей, глибини залягання рівня ґрунтових вод та ін. За природними умовами, зокрема за кількістю опадів і теплоти райони України не рівноцінні.

Територія Степу  і Лісостепу України характеризується  складними кліматичними умовами. На протязі теплого періоду опади випадають нерівномірно, спостерігається висока температура і низька відносна вологість повітря, значні бездощові періоди створюють умови для виникнення атмосферних засух і суховіїв. На основі генезису, родючості, агрономічних властивостей і умов залягання всі ґрунти Лісостепу і Степу зведені в сім меліоративних груп.

В Лісостепу виділені 2 грунтово-меліоративні групи: сірі лісні ґрунти і чорноземи (потужні). В окремі періоди на цих ґрунтах відчувається недостатня кількість продуктивної вологи, що значно знижує урожайність сільськогосподарських культур. Підвищення вологозабезпеченості в цій зоні досягається накопиченням і збереженням максимальної кількості вологи атмосферних опадів, а також проведенням вибіркового зрошення.

В Степу виділені слідуючи меліоративні групи ґрунтів: чорноземи звичайні, південні, каштанові ґрунти, остаточно солонцюваті і карбонатні. При зрошенні цих ґрунтів необхідне чітке нормування водокористувачів, виключення фільтрації із водопроводящої мережі, дотримання поливних норм, використання сучасної техніки поливу, високий рівень агротехніки і правильна система добрив.

Для Північного Степу, де основними ґрунтами є чорноземи звичайні середнього і важкого механічного складу, поливні норми не повинні перевищувати НВ розрахункового шару. Зрошення рекомендується проводити постійно, але при цьому не допускати зменшення вологості нижче 75% НВ, а також прогнозувати меліоративні обставини ґрунтів за розрахунковий період і при необхідності передбачати будівництво дренажу.

Для ефективного використання чорноземів південних подових земель Південного Степу необхідно паралельно до зрошення будувати дренаж, проводити заходи щодо захисту подових земель від затоплення, збільшувати внутрішньогрунтовий стік.       

В сухому Південному Степу, де в групу каштанових ґрунтів входять темно каштанові і каштанові ґрунти в комплексі з солонцями, необхідно проводити зрошення паралельно з хімічними меліораціями. Зрошення на засолених ґрунтах можливе тільки на фоні дренажу з промивним режимом.

При зрошенні  незасолених ґрунтів любої зони з рівнем ґрунтових вод більше 5 м, поливні норми не повинні перевищувати НВ розрахункового шару ґрунтів.

Перспективний для розвитку зрошуваного землеробства південний Кримський Степ, в якому виділені карбонатні ґрунти, але вводити зрошення досить важко із-за геологічної будови і ґрунтового покриву.

Можливість подальшого розвитку зрошення на Керченському на півострові вивчається на дослідницько-виробничих ділянках, так як ґрунти досить важкого механічного складу з низькою фільтраційною можливістю 0,1-0,0008 м/за добу), і високою можливістю повторного засолення.

Окрім основних чітко виражених зональних ґрунтів зустрічаються луко-чорноземні ґрунти різного механічного складу, дерново-піщані і слабозакріплені піски. Луко-чорноземні ґрунти вибірково можна використовувати під зрошення на фоні дренажу. При використанні дерново-піщаних ґрунтів і слабозакріплених пісків увагу необхідно приділити їх захисту від вітрової ерозії.

Крім природних зон, в Україні для адміністративних і господарських цілей виділено природно-господарські, а для районування сільськогосподарських культур, внесення добрив та інших потреб - спеціальні сільськогосподарські зони і райони. Природно-господарські райони звичайно включають кілька адміністративних областей, подібних за природними умовами. Практично всі природні зони і природно-господарські райони потребують сільськогосподарських гідротехнічних меліорацій. Будь який природний фактор окремо не може повною мірою характеризувати потребу території у меліоративних заходах, тому і проведено районування території з урахуванням всього комплексу природних умов: рельєфу, механічного складу ґрунтів та їхніх типів, гідрогеологічних властивостей ґрунтів, глибини залягання  і мінералізації ґрунтових вод та ін.

Основоположник вітчизняної  меліорації О.М. Костяков запропонував при виділенні зон різного зволоження користуватись коефіцієнтом водного балансу:

К =  μ Р / Е

μ - коефіцієнт використання опадів;

Р - опади за рік, мм;

Е -випарність, мм.

Частина європейської території СНГ розділена О.М. Костяковим на три зони:

-       надлишкового зволоження  - К > 1;

-       нестійкого зволоження  - К = 1;

-       недостатнього зволоження  - К < 1.

Вплив зрошення на грунт,  мікроклімат,  рослини.

Зрошення - найбільш радикальний шлях впливу на грунт, рослини, мікроклімат. Це проявляється в зміні водно-фізичних, фізико-хімічних, біологічних і інших властивостей ґрунту, зміні рівня і мінералізації ґрунтових вод, сольового, температурного, водного і поживного режимів ґрунту.

Зрошення сприяє розчиненню поживних речовин, що містяться у ґрунті, підвищує їх доступність для рослин, збільшує життєдіяльність мікроорганізмів. Під впливом зрошення знижується температура ґрунту, підвищується  теплоємкість і теплопровідність.

При надмірному зволоженні руйнується структура ґрунту, зменшується пористість, погіршується вологообмін, вимиваються як корисні, так і шкідливі солі, підвищуються рівні ґрунтових вод, що призводить до заболочення зрошуваних земель, а при наявності мінералізованих ґрунтових вод - до засолення.

Позитивно зрошення впливає на мікроклімат приґрунтового шару повітря на зрошуваних полях. Вдень поливи зменшують максимальну температуру повітря, а вночі підвищують мінімальну, окрім того вологість повітря збільшується на 20-50%.

Вплив зрошення на мікроклімат підсилюється при наявності лісосмуг

Зрошення не тільки забезпечує рослини водою, а й змінює умови їх розвитку. При зрошенні зменшується всмоктувальна сила коренів, збільшується листова поверхня, підвищується пружність тканин, велика кількість рослинного покриву на зрошуваному полі пропускає до поверхні ґрунту в середині літа всього лише 25-35% сумарної сонячної радіації і дозволяє постійно зберігати знижену температуру та підвищену вологість повітря. Наявність достатньої кількості вологи сприяє нормальному протіканню фізіологічних процесів, позитивно впливає на продуктивність сільськогосподарських культур і якість врожаїв.

Роль зрошення у розвитку сільськогосподарського виробництва.

Україна донедавна належала до держав, що мають вагомий клин зрошуваних земель, які завдяки значно меншій вразливості до дії посух виконували роль своєрідного страхового фонду ресурсного та продовольчого забезпечення держави у посушливі роки. Зрошення - найдієвіший фактор гарантованого землеробства в посушливі роки. Основна роль зрошення полягає в тому, що завдяки підвищенню родючості ґрунту збільшується виробництво сільськогосподарської продукції. Правильне поєднання зрошення, удобрення і агротехніки дає змогу одержувати високі і стійкі врожаї сільськогосподарських культур.

За багаторічними даними інституту зрошуваного землеробства та господарств південних областей України із зрошуваного гектара одержують врожаї в 2-3 рази вищі, ніж з незрошуваного.  Незважаючи на негаразди, поливні землі є фактором стабілізації сільгоспвиробництва на Херсонщині, що виявляється у посушливі роки. Так, навіть в останні роки в цій області лише за рахунок зрошення щорічно отримували додатково 270 тис. тон зерна, 970 тис. тон овочів, 994 тис. тон кормів ( у кормових одиницях). Питома вага зрошення у валовій продукції рослинництва складає 46,3%, у тому числі для овочевих культур 97,9%, технічних - 40,6%, кормових  - 60,9% У несприятливому за погодними умовами 2000 р. у таких господарствах області як радгосп-технікум "Каховський" і дослідне господарство "Асканійське" було одержано відповідно по 52 і 47 ц/ га зернових, по 46-60 ц/ га озимої пшениці одержали ПОК "Зоря" Білозерського та ПОП "Україна Горностаївського районів. Але в цілому в країні знижується роль зрошення у розвитку сільськогосподарського виробництва. Причинами зниження ефективності використання поливних земель стали перекоси у структурі посівних площ, порушення технологій вирощування сільськогосподарських культур, зменшення обсягів застосування засобів захисту рослин і хімічних меліорантів, порушення режимів зрошення на фоні нестабільної фінансово-економічної ситуації Так, індекс продуктивності у період 1986-1990 рр. становив у середньому 2,7, тоді як у 1996-1999 -2.3, а вартість продукції рослинництва за цей же період знизилась вдвічі, що по суті є наслідком різкого зниження кількості агроресурсів (електроенергія, водоподача, добрива), необхідних для ефективного функціонування зрошуваного землеробства.

Соціально-економічна ситуація в агропродовольчому комплексі внаслідок спаду виробництва сільськогосподарської продукції вимагає змін у засобах розв’язання проблем і запровадження принципово нової моделі функціонування зрошення.  Меліоративний сектор аграрного виробництва за умови ефективного використання на всій площі може і повинен стати гарантом продовольчої безпеки країни.

Зрошувальна система, її види і складові елементи за призначенням.

Зрошувальна система - це комплекс гідротехнічних споруд, каналів і трубопроводів призначених для забору води з джерела зрошення,  транспортування і розподілу її на земельній території.

Складові елементи зрошувальних систем:

-       джерело зрошення (річка, ставок, озеро, підземні води та ін.), яке повинно повністю забезпечувати потребу зрошувальної системи у воді;

-       водозабірна споруда (або насосна станція) для забору води з джерела зрошення і подачі у канал або трубопровід;

-       зрошувальна мережа, для транспортування і розподілу поливної води, складається з провідної і регулюючої мережі;

-       тимчасова зрошувальна мережа для розподілу води на поливній ділянці (при поверхневому способі зрошення);

-       водозбірно-скидна мережа для перехоплення зливових і скидних вод;

-       колекторно-дренажна мережа для зниження рівня ґрунтових вод;

-       гідротехнічні споруди і арматура для регулювання витрат, швидкості руху, тощо:

-       на відкритій мережі - регулюючі, водопідпірні, спряжувальні, водопровідні споруди;

-       на закритій мережі - гідранти, вантузи, регулятори тиску, компенсатори, запобіжна арматура, розподільні і оглядові колодязі, проміжні і кінцеві скиди та ін;

-       експлуатаційні споруди (спостережливі свердловини, пристрої автоматики, зв’язку);

-       природоохоронні споруди;

-       лісові смуги для запобігання шкідливої дії вітру;

-       дороги для проїзду техніки, проведення експлуатаційних заходів і вивозу сільськогосподарської продукції;

-       виробничі будівлі.

У деяких випадках зрошувальна система може не мати окремих елементів.

Вимоги, що ставляться до зрошувальних систем.

Незалежно від типу і конструкції регулярно діюча зрошувальна система повинна задовольняти такі вимоги:

-       подавати воду на поля в будь який час і в потрібних кількостях;

-       працювати з мінімальними витратами води на фільтрацію, випаровування;

-       займати мінімальні площі відчуження під усі елементи зрошувальної системи, мати високий ступінь земельного використання;

-       забезпечувати якісний полив і високий коефіцієнт корисного використання води;

-       мати мінімальну вартість будівництва і експлуатації;

-       забезпечувати проектну врожайність сільськогосподарських культур.

Прикладом сучасної зрошувальної системи є Каховська зрошувальна система, розміщена на території Херсонської і Запорізької областей. Джерело зрошення - Каховське водосховище. Продуктивність ГНС 530 м3/с. Вода розподіляється  трьома магістральними каналами: Головний Каховський довжиною 130 км, Сірогозький - 114 км, Каланчанський - 141 км і системою міжгосподарських розподільчих каналів довжиною 680 км. Полив здійснюється широкозахватними дощувальними машинами "Днепр" і " Фрегат". Вздовж усіх каналів побудовані автомобільні дороги з твердим покриттям.