4.1.4. Мікрозрошення сільськогосподарських культур. Стан, перспективи розвитку та напрями використання

У зрошуваному землеробстві тенденція переходу на ресурсоощадливі та екологічно безпечні технології реалізується впровадженням у практику нових способів і технічних засобів поливу, що забезпечують дозовану, з малими витратами подачу води з розчиненими в ній поживними речовинами, мікроелементами, хіммеліорантами, засобами захисту та регуляторами росту дискретно кожній рослині.

До таких способів поливу належать краплинне зрошення та мікродощування, що об'єднуються загальною назвою мікрозрошення. Дозована подача поливної води в поєднанні з локальним, як правило, характером зволоження грунтів при поливах забезпечує порівняно з традиційними способами поливу (дощування, поверхневий полив) істотні переваги мікрозрошення, головними з яких є:

» економія поливної води від 30 –50% при мікродощуванні до 2–5 разів при краплинному зрошенні;

» підвищення врожайності зрошуваних культур на 30 –50% та істотне поліпшення товарної якості продукції;

» зменшення витрат електроенергії на подачу води рослинам на 50–70%;

» економія мінеральних добрив на 20–40%;

» зведення до мінімуму або цілковите виключення шкідливого впливу на довкілля;

» можливість освоєння схилових з похилом до 30°, а також малопродуктивних (малопотужних, піщаних, супіщаних, рекультивованих) земель;

» зменшення трудовитрат на будівництво, експлуатацію і технічне обслуговування систем мікрозрошення завдяки високій заводській готовності вузлів та можливості повної автоматизації управління процесом поливу.

Ці та низка інших (наприклад переважне застосування для виготовлення вузлів і деталей стійких проти корозії, зручних у монтажі та експлуатації полімерних матеріалів) переваг, не зважаючи на відносно значну (від 2 до 5–7 тис. дол. США) вартість будівництва одного гектара системи мікрозрошення, зумовили високі темпи промислового використання їх у багатьох країнах світу. За відносно короткий проміжок часу (близько 30 років) загальна площа земель, що поливаються з використанням способів мікрозрошення, сягнула за 2 млн.га, а річні обсяги його будівництва в деяких країнах (США, Іспанія, Італія, Ізраїль) досягли десятків тисяч гектарів.

Одночасно відбулося значне розширення сфери застосування мікрозрошення: від поливу винятково плодово-ягідних культур і винограду в умовах дефіциту та (або) низької якості води на ділянках із складним рельєфом, де інші способи зрошення практично непридатні для використання, до зрошення практично усіх сільськогосподарських культур як в умовах відкритого, так і закритого грунту, а також на присадибних та садово-городніх ділянках, при озеленені міст та інших населених пунктів. Наведені загальні тенденції розвитку і використання мікрозрошення, що характерні для більшості країн з високорозвиненим зрошуваним землеробством, більш-менш притаманні і Україні. Тут за відносно короткий проміжок часу (з кінця 60-х років) виконано великий обсяг науково-дослідних, дослідно-конструкторських та дослідно-технологічних робіт, результатом яких стали:

» технології мікрозрошення плодово-ягідних культур, винограду для різних грунтово-кліматичних умов їхнього вирощування;

» методи гідравлічного розрахунку параметрів конструкцій систем мікрозрошення, в тому числі з урахуванням вимог рівномірності водоподачі та самопромивних витрат мікроводовипусків;

» методики вибору технологічних схем і технічних засобів очищення води для систем мікрозрошення;

» технології і технічні засоби механізації будівництва систем мікрозрошення;

» алгоритми, програмне забезпечення і технічні засоби автоматизації управління процесом водорозподілу на системах мікрозрошення;

» організація дослідного і серійного виробництва технічних засобів мікрозрошення, в тому числі мікроводовипусків (крапельниці та мікродощувалки) різних конструкцій з регульованими і нерегульованими витратами, деталей з'єднувальних роз'ємних та нероз'ємних конструкцій для поліетиленових труб, запірно-регулювальної та запобіжної арматури (засувки, регулятори тиску, кінцеві самопромивні заглушки), фільтрів для очищення води (піщано-гравійні, пінополістирольні, сітчасті, барабанні та плоскі, в тому числі і для поливальних трубопроводів) та інших вузлів і деталей. З урахуванням цих результатів у м. Сімферополі за контрактом з фірмою "Валмонт" (США) побудовано спеціалізований завод "Сізакор" з виробництва повнокомплектних систем краплинного зрошення та мікродощування в обсягах, достатніх для комплектації їхнього будівництва на площі 15–17 тис. га в рік. Не зважаючи на достатньо високий науково-технічний рівень розробок та наявну виробничу базу, а, крім заводу "Сізакор", виробництво технічних засобів мікрозрошення здійснюється також на дослідних підприємствах Інституту гідротехніки і меліорації УААН та Інституту зрошуваного садівництва УААН, наявність постанови Кабінету Міністрів "Про заходи щодо підтримки розвитку садівництва, виноградарства та виноробної промисловості на період до 2010", якою щорічні обсяги введення зрошуваних насаджень винограду та плодово-ягідних культур визначено в межах 20–25 тис. га, фактичний стан використання технологій і систем мікрозрошення в Україні ще не відповідає ні наявному науково-технічному потенціалові, ні потенційній потребі. Головними причинами цього є кризовий стан економіки держави, відсутність необхідних коштів як у державному бюджеті, так і безпосередньо в господарствах. Широкому застосуванню мікрозрошення також заважає несприятливий інвестиційний клімат та відсутність чітко сформованої кредитно-податкової політики, як засобу підтримки новітніх енергоресурсоощадливих екологічно безпечних технологій.

Визнаючи наявні труднощі тимчасовими та враховуючи світові тенденції розвитку та використання технологій і технічних засобів мікрозрошення, з великим ступенем ймовірності можна передбачити поступове зростання попиту як у традиційних для України галузях застосування мікрозрошення – садівництві та виноградарстві, так і в нових. До числа останніх у першу чергу необхідно віднести вирощування овочевих, баштанних та інших технічних культур у відкритому грунті, а також усіх видів сільськогосподарських культур у закритому грунті, на присадибних та садово-городніх ділянках. Новим, але дуже перспективним напрямом використання мікрозрошення стане його застосування при формуванні сучасних садово-паркових комплексів, зон озеленення та відпочинку в населених пунктах.

Прогноз зростання обсягів застосування мікрозрошення за наведеними вище напрямами грунтується на об'єктивних передумовах. Так у садівництві відповідно до світових тенденцій розвитку цієї галузі відбувається перехід на новітні технології, які базуються на формуванні насаджень переважно на карликових підщепах із значно більшою кількістю рослин на одному гектарі (від 2, 5 до 10 тис. шт.), що вимагає, особливо в умовах Степу і Південного Степу, обов'язкового зрошення їх з одночасним внесенням елементів живлення. Тобто садівництво та ягідництво у південних регіонах України згідно з наявними тенденціями буде трансформуватись у переважно зрошуване. Вимагатиме розширення застосування зрошення і виноградарство у зв'язку з необхідністю перезакладання та відновлення на чималих площах знищених у попередні роки виноградників. При цьому і в садівництві, і в виноградарстві найдоцільнішим буде улаштування систем мікрозрошення одночасно з висаджуванням насаджень. Останнє дасть змогу з моменту садіння формувати насадження, адаптовані до умов зрошення, а отже, і сформовані на значно вищу продуктивність порівняно із насадженнями, формування яких відбувається в богарних умовах.

Застосування мікрозрошення для поливу польових культур буде зумовлене декількома обставинами, основними з яких є поява технічних засобів, що дають змогу створювати системи сезонної дії, з одного боку, та стаціонарні системи, – з іншого, але останні з підгрунтовим розміщенням поливальної мережі. У першому випадку конструкція системи шляхом монтажу-демонтажу поливальної мережі дає можливість системі мігрувати за переміщенням зрошуваної культури в сівозміні, у другому – завдяки підгрунтовому розміщенню мережі поливальних трубопроводів із вмонтованими в них крапельницями на глибинах, що перевищують глибини обробітку грунту, вказані системи можна використати для поливу всіх видів польових сільськогосподарських культур.

Розширення сфери та обсягів застосування технологій і технічних засобів мікрозрошення вимагатиме й відповідного технічного удосконалення існуючих та розробки нових технічних засобів. Основною вимогою до напрямів цього удосконалення є та, відповідно до якої новостворювані технічні засоби повинні відповідати принципу багатофункціонального призначення систем мікрозрошення, тобто останні в перспективі слугуватимуть не тільки для дозованої подачі води, а, перш за все, для подачі води, насиченої всіма необхідними поживними речовинами і засобами захисту рослин, а також забезпечувати можливість проведення протизаморозкових і освіжаючих (при атмосферних посухах) поливів.

Окрім багатофункціональності, яка зумовлює створення мікроводовипусків зі зниженими вимогами до якості води та обов'язкове включення до складу систем вузлів унесення добрив, мікроелементів, поживних речовин та хіммеліорантів, системи мікрозрошення створюватимуться із застосуванням мікроводовипусків зі зниженими витратами, як правило, 1, 0–2, 0 л/год, зниженими величинами робочого тиску, що не повинен перевищувати 0, 5–1, 0 МПа, а також максимальним використанням гнучких трубопроводів для влаштування як розподільчої, так і поливної мережі. Мікроводовипуски матимуть регульовані витрати та будуть конструктивно невід'ємною частиною поливальних трубопроводів, тобто їхнє виготовлення здійснюватиметься одночасно з виготовленням поливальних трубопроводів. Регульовані витрати, знижені діапазони робочих тисків забезпечать високу рівномірність водорозподілу і можливість створення систем мікрозрошення з поливальними трубопроводами (лініями) до 400–500 і більше метрів завдовжки, а отже, значне зменшення витрат полімерних матеріалів на один гектар системи. Перехід на застосування мікроводовипусків з малими витратами зумовить і технологічні зміни – поливи будуть проводитись меншими поливними нормами, але з більшою частотою.

Останнє дасть можливість впритул підійти до вирішення питання щодо переведення зрошення сільськогосподарських культур винятково на компенсаційну основу і завдяки цьому забезпечити виключення втрат поливної води на інфільтрацію за межі кореневого шару грунтів.

Висока надійність систем мікрозрошення буде забезпечуватись поєднанням знижених вимог мікроводовипусків до вмісту малих за розміром завислих у воді частинок завдяки формуванню у водопровідних каналах турбулентного режиму руху води на основі застосування спеціальної форми їхнього перетину, з обов'язковим обладнанням вузлів тонкого очищення води з переважно піщано-гравійними фільтрами.

У стислому вигляді мікрозрошення в найближчому майбутньому – це багатофункціональні, екологічно безпечні, низьконапірні та малоенергоємні системи, придатні для зрошення практично усіх видів сільськогосподарських культур в умовах як закритого, так, що особливо важливо, і відкритого грунту.