Тема 2. Сучасний стан і роль зрошувальних меліорацій у підвищенні ефективності та стабільності землеробства план
1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗРОШУВАЛЬНІ МЕЛІОРАЦІЇ
ВПЛИВ ЗРОШУВАННЯ НА ГРУНТ І УРОЖАЙ.
СПОСОБИ ЗРОШУВАННЯ.
ЗРОШУВАЛЬНА СИСТЕМА.
ДЖЕРЕЛА ВОДИ ДЛЯ ЗРОШУВАННЯ.
2. РОЛЬ ВОЛОГИ У КОМПЛЕКСІ ФАКТОРІВ УРОЖАЙНОСТІ
3. ПРИРОДНА ЗАБЕЗПЕЧЕНІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ УГІДЬ ВОЛОГОЮ. ДЕФІЦИТИ ВОДОСПОЖИВАННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР
4. ІРИГАЦІЙНА ОЦІНКА ЯКОСТІ ВОДИ ТА ЗАХОДИ ДЛЯ ЇЇ ПОЛІПШЕННЯ
5. РАДІОАКТИВНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНИХ ДЖЕРЕЛ ТА МОЖЛИВІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ З НИХ ДЛЯ ЗРОШЕННЯ
6. ВИКОРИСТАННЯ СТІЧНИХ ВОД ДЛЯ ЗРОШЕННЯ
7. ВИКОРИСТАННЯ СТОКІВ ТВАРИННИЦЬКИХ КОМПЛЕКСІВ
8. ХАРАКТЕРИСТИКА ҐРУНТОВОГО ПОКРИВУ В ЗОНІ ПОЛИВНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА. АДАПТАЦІЯ ҐРУНТІВ ДО ЗРОШЕННЯ
9. РОЗВИТОК ЗРОШЕННЯ В УКРАЇНІ
10. ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗРОШЕННЯ
Основною рисою степового посушливого землеробства в Україні є різке коливання врожайності, нестабільна його продуктивність і значні у посушливі роки недобори рослинницької продукції. В умовах, коли один із незамінних факторів урожайності – волога – знаходиться у мінімумі, ефективність усіх інших, навіть найпрогресивніших, заходів землеробства зводиться нанівець. За цих умов не дають повної віддачі ні передова агротехніка, ні система удобрень, не використовуються повністю і генетичні властивості нових сортів та гібридів рослин за їхньою продуктивністю.
Вплив мінімуму фактора вологи не можна замінити жодним із усіх інших відомих факторів урожайності. Тому вирішальне значення для підвищення продуктивності в умовах посушливості належить зрошенню, тобто додатковому залученню вологи, потрібної для формування заданого рівня врожайності.
В Україні за останні приблизно чотири десятки років проведено гігантське іригаційне будівництво, яке характеризується високою технічною досконалістю зрошувальних систем, механізацією і автоматизацією управління. Площа поливних земель на даний час становить майже 2, 5 млн. га. В окремих південних областях зрошується до 20–25% сільськогосподарських угідь.
Досліди і виробнича практика засвідчують високу ефективність зрошення. Врожайність сільськогосподарських культур на поливних землях підвищується у два-три рази. Зрошувані землі в південних областях дають до половини усієї продукції рослинництва.
Проте в останні роки ефективність зрошення знижується, що пояснюється низкою причин: недостатнім матеріально-технічним забезпеченням поливного землеробства і недоліками в експлуатації зрошувальних систем, погіршенням еколого-меліоративного стану земель, недостатньою зацікавленістю і відповідальністю землекористувачів за стан поливного землеробства, а працівників експлуатації – за безперебійну і доброякісну роботу систем. До цих факторів належить і неповне використання наукових розробок, недостатнє інформаційне забезпечення господарств.
У цій лекції висвітлено заходи, спрямовані на підвищення ефективності використання поливних земель.
1. Загальні відомості про зрошувальні меліорації
Залежно від мети подачі води на полі розрізняють:
зволожувальне,
удобрювальне,
ґрунтозахисне і
утеплююче зрошування.
Основним видом зрошування є| зволожувальне. Воно може бути таким, що регулярно діє, коли вода з джерела за допомогою зрошувальної мережі подається на ділянку згідно вимогам сільськогосподарських культур, і яка одноразово діє, коли затримується валами на схилах тала вода (лиманне зрошування). Зволожувальне зрошування застосовують в тих випадках, коли природні опади не забезпечують оптимальної вологості грунту для отримання стійких високих урожаїв. При удобрювальному зрошуванні разом з поливною водою вносять удобрення (зрошування стічними водами). Грунтоочисне зрошування передбачає видалення з| грунту надлишків шкідливих солей, винищування деяких шкідників і збудників хвороб рослин. Утеплююче зрошування застосовують для зігрівання холодних грунтів і боротьби із заморожуваннями.
1.1. ВПЛИВ ЗРОШУВАННЯ НА ГРУНТ І УРОЖАЙ. При зрошуванні поліпшується постачання рослин водою, необхідною для нормального зростання і розвитку. Поливна вода істотно змінює фізико-хімічні властивості грунтів: при оптимальному зволоженні поліпшується структура грунту, в грунті одночасно протікають аеробний і анаеробний процеси розкладання органічної речовини, що сприяє, з одного боку, постачанню рослин поживними речовинами в засвоєній формі, з| іншого – збереженню поживних речовин. Зрошування сприяє розмноженню дощових черв'яків і стимулює мікробіологічні процеси, наприклад розвиток азотобактера і ін.
При зрошуванні поліпшується тепловий режим грунту, він робиться більш рівномірним, підвищується вологість приземного шару повітря. А це, у свою чергу підвищує врожайність культур і покращує якість урожаю (збільшується вміст вуглеводів, крохмалю і ін.). На зрошуваних землях вирощують бавовник, рис, пшеницю, кукурудзу, люцерну, овочі, картоплю, виноград і ін. Широко застосовують зрошування садів і ягідників, плодових, лісових і декоративних розплідників, парків і цінних лісових насаджень. У нечорноземній зоні в першу чергу зрошують овочеві культури, багаторічні трави пасовищного і багатоукісного використання, кормові культури, картоплю і ін.
Потреба в зрошуванні виникає, коли у водному балансі переважають витратні статті . У посушливій зоні і зоні недостатнього зволоження (південь України) засухи повторюються через 2...3 роки, а сухі періоди можуть бути майже щорічно. Без зрошування тут неможливо одержувати стійкі високі урожаї. У зоні нестійкого зволоження (лісостепові райони) зрошування потрібне в окремі посушливіші роки і періоди.
Зрошування необхідне і для зони достатнього зволоження, де через нерівномірного випадання опадів по роках і сезонах вегетації в окремі періоди може спостерігатися нестача вологи в грунті. З підвищенням врожайності сільськогосподарських культур підвищується сумарне недоспоживання, і воно може перевищувати приплив води від опадів навіть в середні по вологості роки.
В цілому по земній кулі близько 5 % оброблюваних земель знаходиться в пустинній зоні, в якій рослинництво можливо тільки при зрошуванні; 15 % земель розташовано напіваридній зоні, де зрошування дозволяє потроїти об'єм сільськогосподарського виробництва за рахунок підвищення врожайності і розширення посівних площ; 40 % припадає на субгумидну зону, де додаткове зрошування може подвоїти урожаї сільськогосподарських культур; 40 °/о розташовано в гумідній зоні, де в окремі періоди зростання і розвитку культур в деякі роки при дефіциті доступної грунтової вологи зрошування дозволяє одержувати стійкіші високі урожаї сільськогосподарських культур.
1.2. СПОСОБИ ЗРОШУВАННЯ. При зрошуванні вода з джерела по каналах і трубах подається на зрошувану площу, розподіляється по ній і потім переводиться із стану руху в стан грунтової вологи, унаслідок чого і відбувається зволоження грунту. Розподіл води і зволоження нею грунту може здійснюватися різними методами:
подача і розподіл поливної води по поверхні грунту, зволоження останнього відбувається при цьому шляхом інфільтрації води з поверхні грунту;
подача води під напором і розбризкування над поверхнею грунту, поливна вода у вигляді дощу падає на грунт і зволожує її;
подача і розподіл води нижче або безпосередньо в кореневмісному шарі, зволоження грунту відбувається шляхом капілярного підйому або безпосереднього вбирання води в грунт.
Залежно від цього розрізняють і способи зрошування:
поверхневе,
дощування,
внутрішньогрунтове.
Найбільш широкий розвиток в даний час одержало поверхневе зрошування, але за останні роки швидкими темпами розвивається і дощування. Застосування внутрішньогрунтового зрошування поки обмежено.
Різновидом поверхневого зрошування є лиманне зрошування, досить широко поширене в Поволжі, Казахстані, Західному Сибіру і на Північному Кавказі.
Поверхневе зрошування і дощування засновані на принципі періодичної подачі порівняно великого об'єму води і її акумуляції ґрунтом. Це не зовсім гармонує з безперервною, хоч і мінливою, витратою води полем протягом вегетації. У зв'язку з цим за останні роки розробляються нові способи – імпульсне зрошування дощуванням, краплинне і внутрішньогрунтове зрошування.
1.3. ЗРОШУВАЛЬНА СИСТЕМА. Регулярно діюча зрошувальна система складається з наступних основних частин:
Мал. 29. Типи водозаборів (а) і схема зрошувальної системи (б):
I, II – дамба(гребля) і безплотинний водозабір; III – насосна станція; А1 В і А2В – холоста частина головного зрошувального каналу; А3В – напірний трубопровід, В– найвища точка зрошуваної площі; 1 – річка; 2 – між- господарський зрошувач (розподільник); 3 – тимчасовий зрошувач; 4, 6 – дільничний і господарський зрошувач (розподільник); 5 – водоскидний канал; 7 – лісова смуга; 8 – дамба(гребля); 9 – шлюз, 10 – ставок.
вододжерела, водозабірної споруди, головного каналу або трубопроводу (для транспортування води від головної споруди до зрошуваної площі); розподільних каналів або трубопроводів декількох порядків (міжгосподарські, внутрішньогосподарські, дільничні); тимчасової зрошувальної мережі (тимчасові зрошувачі у вигляді каналів або переносних труб і шлангів для розподілу води по окремих поливних ділянках); поливної мережі у вигляді борозен, смуг, дощувальних насадок і апаратів; споруд на зрошувальній мережі (для регулювання подачі води, сполучення рівнів води і подолання різних перешкод); мережі, водовідведення (для видалення надлишку води); доріг і лісових смуг; дренажної мережі.
Залежно від способу зрошування і природних умов склад основних елементів системи може змінюватися. Так, на закритих системах із застосуванням багатоопорної дощувальної техніки відсутня тимчасова зрошувальна мережа. При невеликих ділянках зрошування дренаж не будують. При зрошуванні дощуванням на ділянках, розташованих уздовж вододжерела (річки), не застосовують постійної зрошувальної мережі.
1.4. ДЖЕРЕЛА ВОДИ ДЛЯ ЗРОШУВАННЯ. Для зрошування використовують в основному транзитні води річок, а також джерела місцевого стоку (ставки, озера, річки, струмки і ін.) і ґрунтові води.
При використанні річкової води на річках влаштовують дамби (греблі). На крупних річках з| великими витратами створюють крупні водосховища і водні ресурси в таких випадках використовують комплексно: для отримання гідроелектроенергії, судноплавства, зрошування, обводнення, риборозведення і ін.
У степових і лісостепових районах, а також в нечорноземній зоні для зрошування використовують місцевий поверхневий стік шляхом устрою ставків і водоймищ в лощинах, балках, струмках, малих річках і інших пониженнях. Ці місцеві водні джерела не можуть забезпечити кожен окремо зрошування значних площ, але всі разом дозволяють створити майже в кожному господарстві ділянки гарантованого урожаю.
При використанні підземних вод доводиться влаштовувати шахтні і бурові колодязі, каптажі і інші споруди.