Рисові зрошувальні системи України

Один з засновників рисівництва на півдні України професор Д.Г.Шапошников ще у 1969 році писав: "Успішний розвиток рисосіяння в Україні можливо тільки на підставі сучасних інженерних рисових систем". Це твердження вірне і сьогодні

На початку ХХI століття екологічні та економічні проблеми природокористування особливо загострюються у Причорноморській зоні України, де розміщуються побудовані у 60-ті - 70-ті роки ХХ століття рисові зрошувальні системи (РЗС) на площі 62,2 тис. га (Автономна Республіка Крим - 31,4, Херсонська область - 17,8 і Одеська область - 13,0 тис. га).

Розміщені РЗС в зоні дії Краснознам'янського та Північно-Кримського магістральних зрошувальних каналів - південна частина Херсонської області (Скадовський, Голопристанський та Каланчацький райони) і північна частина Автономної Республіки Крим (Красноперекопський, Раздольненський, Джанкойський, Нижньогірський та Радянський райони), а також у заплаві р. Дунай (Кілійський та Ізмаїльський райони Одеської області) (рис.1.30).

Вирощування культури затоплюваного рису на малопродуктивних, засолених і солонцюватих грунтах приморської смуги Причорноморських ландшафтів сприяє поліпшенню їх сольового режиму (Кухта, 1971; Кірієнко, 1980; Грищенко, Кухта, 1994, Тітков, Кольцов, 2007). Проте одночасно спостерігаються інші явища, які мають негативний характер, наприклад, розвиток елювіально-глейового процесу (Грищенко, 1975; Кірієнко, 1985; Тітков, Кольцов, 2007), зменшення вмісту гумусу, накопичення в грунті недоокислених сполук типу сірководню, метану та інших, зростання вмісту бікарбонатів (Грищенко, Кухта, 1994), поява іноді в грунті особливо небезпечної сполуки - соди. Крім того рисові системи впливають на екологічний стан прилеглих до них територій. Змінюється рівень, хімічний склад і мінералізація грунтових вод, сольовий режим грунтів [48,137].

Відсутність в Україні достатнього досвіду вирощування рису не дала можливості при проектуванні рисових систем в 60-ті та 70-ті роки. ХХ століття зробити вірні і прогнози можливого впливу рисосіяння на навколишнє середовище. Вважалось, що досить вимити солі і родючість грунту підвищиться, але вплив рисових зрошувальних систем на стан агроландшафту Причорноморської зони і акваторію Чорного моря виявився значно складнішим.

В умовах України більшість зрошувальних рисових каналів були побудовані у земляному руслі, частина їх покриті бетонними плитами або виконана в бетонних лотках. Дренажно-скидна система побудована в земляному руслі, окремі канали укріплені залізобетонними плитами. Карти, в основному, краснодарського типу, складаються із чеків прямокутної форми. Чеки розташовані поперек карти від зрошувача до скиду. Забір води на кожний чек здійснюється безпосередньо із картового зрошувального каналу, а випуск води відбувається в картовий скидний канал. На рис. 1.40. показані конструкції інженерних рисових зрошувальних систем, які побудовані на півдні України (Л.В.Скрипчинська, С.В.Ковальов, 1977) [102].

Існуючі рисові зрошувальні системи мають значні втрати води, які обумовлені технічною недосконалістю їх конструкцій, відсутністю належного водообігу, недостатнім повторним використанням дренажно-скидних вод, наявністю необгрунтованих технологічних і непродуктивних скидів води. Це веде до збільшення зрошувальної норми до 25-30 і більше тис.м³/га, тоді як для основних масивів рисосіяння півдня України з важкими і середніми за механічним складом грунтами з глибиною рівня грунтових вод 1-3 м зрошувальна норма нетто змінюється від 14 до 20 тис.м³/га. За даними Обухова О.Д., Никонюка А.М., Коробченка С.М., Козішкурта М.Є. (1975) оптимальна зрошувальна норма рису нетто змінюється від 11,2 тис.м³/га при глибині грунтових вод до 0,5 м, до 18,7 тис.м³/га при глибині грунтових вод 2,5 м [48].

Рисову інженерну систему можливо вважати природно-технічною, або, як вважає Ю.М.Грищенко (1996) природно-антропогенною системою (ПАС), оскільки до неї входять дві складові: 1) природна, яка обумовлюється природними факторами (клімат, грунт, грунтові води, рослинність, мікроорганізми та ін.) і 2) антропогенна, яка обумовлюється господарською діяльністю людини (будівництво каналів, доріг та валиків чеків; планування чеків, яке пов'язане з деяким переміщенням частини орного шару; внесенням добрив, гербіцидів та, найголовніше, подачею поливної води і зміною в зв'язку з цим природного водно-повітряного режиму території) [48]. При проектуванні РЗС не враховувалось те, що напрямок розвитку природних степових екосистем, які утворились в умовах недостатнього атмосферного зволоження, автоморфного та напівгідроморфного грунтового режиму, значно відрізняється від умов вирощування культури рису, яка потребує тривалого затоплення полів. В зв'язку з цим, рисові поля можливо вважати швидше тимчасово болотними, ніж степовими екосистемами (Грищенко, 1996). За агрокліматичними умовами на території ландшафтів Причорномор'я і Присивашшя для вирощування рису придатні близько 1 млн. га земель, із них близько 200 тис. га - малопродуктивні (Кольцов, 1994). Технічно можлива площа рисосіяння в Україні може складати 370 тис. га, в тому числі в Криму - 50, Херсонській області - 172. Одеській - 37, Миколаївській - 34, Запорізькій - 65, Закарпатській - 12 тис. га (І.С.Жовтоног та ін., 1971).

Вирощування рису в Україні можливо тільки на рисових інженерних зрошувальних системах, які є складними іригаційними спорудами і служать для подачі води на поле, створення та підтримання на ньому необхідного шару води у вегетаційний період, швидкого скиду води із чеків і зниження рівня грунтових вод на період збирання урожаю рису та у міжвегетаційний період.

Основними елементами рисової зрошувальної системи (РЗС) є:

- водопровідна мережа, яка подає поливну воду на рисові чеки;

- регулююча мережа, яка забезпечує підтримання необхідного режиму зрошення на рисовому полі;

- водовідвідна (скидна) мережа, яка служить для скиду зайвих поверхневих і грунтових вод з території системи, а також для захисту прилеглих територій від можливого підтоплення;

- гідротехнічні споруди для регулювання витрат і рівнів у всіх ланках системи;

- додаткове обладнання і пристрої (водомірні пости, зв'язок, дороги, лісосмуги, службові та житлові будівлі), які створюють необхідні умови для належної господарської і технічної експлуатації рисових зрошувальних систем (Ю.М.Грищенко, 1996).

З припиненням будівництва нових зрошувальних систем в Україні посівні площі стабілізувались на рівні 33-38 тис. га, що склало 53-61% наявного іригаційного фонду. В середньому по країні урожайність змінювалась від 45 ц/га до 55 ц/га. Кращі господарства одержували з кожного гектару посівів 60-65 центнерів зерна, а окремі бригади - 70-80 ц/га. Це дозволило підвищити валові збори до 170-180 тис. тонн, а в окремі роки і більше.

Фінансово-економічна криза, яка розпочалася в сільському господарстві України на початку 90-х років XX століття, спричинила суттєве зменшення виробництва рису. Посівні площі скоротилися до 22-23 тис.га, що складає всього 35-37% від площі наявних рисових систем. При цьому значна частина господарств взагалі припинило вирощувати рис, одержуючи в кращому випадку на рисових системах невисокі урожаї зернових або інших культур, в гіршому випадку - рисові системи в сільськогосподарському виробництві не використовуються взагалі.

Урожайність в середньому по країні зменшилась до 40-41 ц/га. Окремі господарства отримують по 10-15 ц/га, а в окремих випадках і нижче. В результаті цього валове виробництво рису зменшилось до 101,4 тис. тонн в середньому за 1991-1995 рр. і 88,5 тис. тонн в 1996 - 2000 рр.; що відповідно в 1,8 та 2 рази менше порівняно з 1986-1990рр.

В 2001 році посівна площа рису в Україні становила всього 18,9 тис. га. При урожайності 41,3 ц/га валове виробництво зерна склало 78,2 тис. тонн.

Посівна площа рису в Херсонській області в 2001 році становила 3,8 тис. га, урожайність 38,9 ц/га, валовий збір 14,9 тис. тонн; в АР Крим посівна площа - 12,2 тис. га, урожайність 45,1 ц/га, валовий збір - 54,9 тис. тонн; в Одеській області посівна площа становила - 2,9 тис. га, урожайність - 28,7ц/га, валовий збір - 8,4 тис. тонн.

Особливо значний спад виробництва рису в ці роки спостерігався в Херсонській області, де крім організаційно-економічних чинників, які визначають рівень матеріально-технічної забезпеченості галузі і її дотримання, негативно вплинули політичні мотиви, що до адміністративної заборони вирощування по прийнятим технологіям. Посівні площі в області зменшились майже в 3 рази, а урожайність знизилась в 2 рази. Валовий збір зерна скоротився порівняно з середнім за 1986-1990рр. в 5-6 разів.

Найбільш високий рівень урожайності в 2001 році одержано в господарствах Автономної Республіки Крим - 45,1 ц/га: в господарстві "Штурм Перекопу" - 66,2ц/га на площі 896 га та "Рисовод" - 61,5 ц/га на площі 830 га і Дослідна станція рису УААН (Скадовський район Херсонської області) - 60,1 ц/га на площі 889га. В той же час окремі госпрозрахункові формування одержали низькі урожаї: в господарстві "Кристал" Ізмаїльського району Одеської області вона становила всього 4,6 ц/га на площі 86га, господарствах "Солнечный" і "Чорноморський" Голопристанського району Херсонської області - 7,0 і 10,0 ц/га на площах 50 і 79га відповідно.

Ринок рису в Україні по офіційно зареєстрованим даним складає приблизно 110 тис. тонн крупи в рік, або 2,2 кг в розрахунку на душу населення, причому на 2/3 частини він покривається за рахунок імпорту і на 1/3 частини - за рахунок власного виробництва.

Для підвищення економічної ефективності виробництва рису важливе значення має освоєння більш високопродуктивних ресурсозберігаючих технологій вирощування сільскогосподарських культур з врахуванням вимог охорони навколишнього середовища [143], реконструкція існуючих систем на більш екологічно безпечні, ресурсозберігаючі системи, впровадження рисових систем з повторним використанням дренажно-скидних вод з метою запобігання скиду дренажно-скидних вод за межі рисових систем.

Дослідною станцією рису УААН та Херсонським державним аграрним університетом розроблена, запроектована, впроваджена у виробництво і досліджується нова рисова зрошувальна система площею 432 га нетто з повністю закритою мережею, автоматизованим циклом водорозподілу, насосною станцією, повторним використанням дренажно-скидних вод (автор системи - лауреат державної премії УААН, к.т.н., доцент Маковський В.Й.) (рис. 1.8).

а б	Умовні позначки: 1 – дільничий розподілювач; 2 – дільничий скид; 3 – картовий зрошувач; 4 – картовий скид; 5 – скид - зрошувач; 6 – валик; 7 – водовипуск з розподілювача у зрошувач; 8 – підпірна споруда у кінці скиду; 9 – водовипуск із зрошувача у чек; 10 – водовипуск із чека у скид.
	Умовні позначки: 1 – приканальні дороги; 2 – колектор 2-го порядку; 3 – гідротехнічні споруди; 4 – чекові каповки; 5 – експлуатаційні проїзди; 6 – міжчековий валик; 7 – дренаж; 8 – скидний канал; 9 – розподілювач поле сівозміни; 10 – зрошувач; 11 – колектор поля сівозміни; 12 – польові дороги; 13 – типова клітка дренування; 14 – поливна ділянка.

Рис. 1.40. Конструкції рисових зрошувальних систем Краснодарського (а) і Кубанського (б) типів.
Контрольні запитання до розділу 1:

1. Що розуміється під термінами: ландшафт, ландшафтні меліорації, природокористування?

2. Дати визначення термінам: геосистема, агроекосистема, агроландшафт, фація, інваріант ландшафту, деградація ландшафту.

3. Визначити основний об¢єкт і предмет ландшафтних меліорацій. Охарактеризувати основні види ландшафтних меліорацій.

4. Що є основним вузловим ступенем в ієрархії геосистеми?

5. Що розуміється під структурою ландшафту?

6. Чим визначається вертикальна і горизонтальна структура ландшафту?

7. Назвіть основні причини розвитку ( еволюції) ландшафту.

8. В чому виражається еволюція ландшафту?

9. Що покладено в основу поняття "інваріант ландшафту"?

10. Результатом яких процесів є деградація ландшафту?

11. Назвіть основні типи ландшафтів. Описати основні ландшафти України

12. Як поширені у світі і в Україні суббореальні степові ландшафти?

13.В зоні яких ландшафтів розіщені основні зрошувальні системи України

14.В умовах якого клімату сформувались степові суббореальні (семіаридні) ландшафти?

15.В умовах яких ландшафтів сформувались чорноземні та каштанові грунти?

16.Визначити роль льосів та льосовидних суглинків у формуванні степових ландшафтів.

17.Назвіть основні особливості степових ландшафтів.

18.В зоні яких типів ландшафтів розташовані Каховська, Північно-Кримська, Інгулецька та Явкинська зрошувальні системи?

19.Визначити роль подів при зрошені степових ландшафтів.

20.Як ви розумієте вислів, що грунт це своєрідна система пам¢яті ландшафту? Чи є грунтова вода системою пам¢яті?

21.Дати визначення термінам: меліоративна система, зрошувальна система, осушувальна система.

22.Яке значення мають ландшафтні меліорації при раціональному природокористуванні?

23.Основне призначення зрошувальних систем на півдніі осушувальних систем в північному регіоні України.

24. В який період розвитку вітчизняних меліорацій побудована Каховська зрошувальна система?

25. Яка площа земель зрошується Каховською зрошувальною системою?

26. Назвати джерело зрошення Каховської зрошувальної системи.

27. Дати характеристику якості зрошувальної води Каховської зрошувальної системи.

28. Охарактеризувати комплекс природоохоронних заходів, які впроваджені на Каховській зрошувальній системі.

29. В який період була введена до експлуатації Інгулецька зрошувальна система?

30. Назвати джерело зрошення Інгулецької зрошувальної системи.

31. Що розуміється під терміном "антирічка" для Інгулецької зрошувальної системи?

32. Як формується якість зрошувальної води Інгулецької зрошувальної системи?

33. З якою метою, крім зрошення, використовується зрошувальна вода Інгулецької зрошувальної системи?

34. В межах яких районів Херсонської області розміщена Краснознам'янська зрошувальна система?

35. В який період розвитку меліорацій побудована Краснознам'янська зрошувальна система?

36. Охарактеризувати джерело зрошення Краснознам'янської зрошувальної системи.

37. В якій частині Краснознам'янського зрошуваного масиву розташовані рисові системи?

38. Які типи штучного дренажу побудовані на території Краснознам'янської зрошувальної системи?

39. В якій області України розташована Дунай-Дністровська зрошувальна система?

40. Охарактеризувати джерело зрошення Дунай-Дністровської зрошувальної системи і роль озера Сасик.

41. Як формується якість зрошувальної води Дунай-Дністровської зрошувальної системи?

42. З якою метою був збудований самопливний канал Дунай-Сасик?

43. Як була обгрунтована доцільність будівництва Дунай-Дністровської зрошувальної системи?

44. На території якої області України розташована Татарбунарська зрошувальна система?

45. В який період була збудована Татарбунарська зрошувальна система?

46. Охарактеризувати джерело зрошення Татарбунарської зрошувальної системи?

47. Якими грунтами представлена територія, що зрошується Татарбунарською зрошувальною системою?

48. Дати характеристику якості зрошувальної води Татарбунарської зрошувальної системи.

49. На території якої області України розташована Фрунзенська зрошувальна система?

50. В який період була введена в експлуатацію Фрунзенська зрошувальна система?

51. Назвати джерело зрошення Фрунзенської зрошувальної системи.

52. Визначити комплекс радикальних та профілактичних меліоративних заходів, що забезпечують оптимальний водно-сольовий режим ґрунтів.

53. Дати характеристику ґрунтових гідрогеологічних умов ландшафтів, що зрошуються Фрунзенською зрошувальною системою.

54. На території якої області України розміщена Північнорогачицька зрошувальна система?

55. Яку загальну площу зрошення має Північнорогачицька зрошувальна система?

56. Назвати джерело зрошення Північнорогачицької зрошувальної системи?

57. Дати характеристику якості зрошувальної води Північнорогачицької зрошувальної системи.

58. Якими гідрогеолого-меліоративними умовами характеризуються ландшафти Північнорогачицької зрошувальної системи?

59. В який період розвитку меліорації розпочато будівництво Приазовської зрошувальної системи?

60. Яка загальна площа зрошення Приазовської зрошувальної системи?

61. Дати характеристику грунтових та гідрогеологічних умов території Приазовської зрошувальної системи.

62. Назвати джерело зрошення Приазовської зрошувальної системи.

63. Що забезпечує оптимальний гідрогеолого-меліоративний стан на території Приазовської зрошувальної системи?

64. На землях яких областей України розміщена Сірогозька зрошувальна система?

65. Яка загальна площа зрошення Сірогозької зрошувальної системи?

66. В якому році розпочато будівництво Сірогозької зрошувальної системи?

67. Назвати джерело зрошення Сірогозької зрошувальної системи.

68. Дати характеристику гідрогеологічних умов території, що зрошується Сірогозькою зрошувальною системою.

69.В який період була побудована Південнобузькою зрошувальною системою?

70. Яка площа земель зрошуваних Південнобузької зрошувальної системи?

71. Назвати джерело зрошення Південнобузької зрошувальної системи.

72. Які природоохоронні заходи передбачені на Південнобузькій зрошувальній системі для зменшення шкідливого впливу її на природне середовище?

73. Дати характеристику грунтів та гідрогеологічних умов території, що зрошується Південнобузькою зрошувальною системою.

74. На території якої області України розташована Магдалинівська зрошувальна система?

75. В який період була побудована Магдалинівська зрошувальна система?

76. Який канал є джерелом зрошення даної системи?

77. Дати характеристику якості зрошувальної води Магдалинівської зрошувальної системи.

78. Які види меліорацій передбачені для забезпечення оптимальних гідрогеолого-меліоративних умов на території, що зрошується Магдалинівською зрошувальною системою?

79. В якому році була побудована Нижньодністровська зрошувальна система? Для чого слід знати рік побудування систем?

80. На території якої області України розташована дана система?

81. Зрошення якої площі забезпечує Нижньодністровська зрошувальна система?

82. Назвати джерело зрошення Нижньодністровської зрошувальної системи.

83. Які меліоративні заходи передбачені на території Нижньо-дністровської зрошувальної системи для поліпшення гідрогеолого-меліоративного стану агроландшафту та водно-фізичних властивостей грунтів?

84. Де розташована Салгірська зрошувальна система?

85. В якому році була споруджена дана система?

86. Дати характеристику геологічних та гідрогеологічних умов території, що зрошується Салгірською зрошувальною системою.

87. Назвати джерело зрошення даної системи?

88. Які види зрошення використовуються на Салгірській зрошувальній системі?

89. На території якої області України розташована Жовтнева зрошувальна система?

90. В якому році була введена в експлуатацію дана система?

91. Дати характеристику якості поливної води Жовтневої зрошувальної системи.

92. Які меліоративні заходи передбачені на території Жовтневої зрошувальної системи для захисту від підтоплення?

93. На якій площі передбачено проведення ландшафтних меліорацій для забезпечення оптимального гідрогеолого-меліоративного стану зрошуваної та прилеглої території?

94. На території якої області України розташована Явкинська зрошувальна система?

95. В якому році було розпочато будівництво Явкинської зрошувальної системи? Назвати етапи будівництва системи.

96. Особливості формування якості поливної води Явкинської зрошувальної системи?

97. Які природоохоронні заходи передбачені на території Явкинської зрошувальної системи?

98. Назвати першочергові меліоративні заходи, які необхідно передбачити на території Явкинської зрошувальної системи?

99. В якому році була споруджена Царичанська зрошувальна система?

100. На території якої області України розташована дана зрошувальна система?

101. Дати характеристику грунтових та гідрогеологічних умов ландшафтів Царичанської зрошувальної системи.

102. Який канал є джерелом зрошення Царичанської зрошувальної системи?

103. Дати характеристику якості зрошуваної води Царичанської зрошувальної системи?

104. На території яких областей України розташований зрошувальний масив Кам'янський Под?

105.Які зрошувальні системи розташовані на зрошуваному масиві "Кам'янський Под"?

106. Назвати джерело зрошення системи Кам'янський Под.

107. Охарактеризувати гідрогеолого-меліоративні і грунтові умови агроландшафтів масиву Кам'янський Под.

108. Які природоохоронні заходи передбачені на території системи Кам'янський Под?

109. На території яких областей України розміщені рисові зрошувальні системи?

110. Як змінилися площі РЗС за період з 1990 по 2007рр.?

111. Назвіть основні конструкції рисових зрошувальних систем.

112. Охарактеризувати значення РЗС у природокористуванні в Південному регіоні України. Особливості режиму зрошення на рисових зрошувальних системах.

Завдання для самостійної роботи:

1. Визначити, які основні види ландшафтів розповсюджені у світі, Европі і Україні.

2. Назвіть, які екологічні проблеми притаманні основним видам ландшафтів.

3. Для кожної зрошувальної системи України (згідно варіантів самостійної роботи) дати описання основних видів ландшафтів, їх характеристик та особливостей.

4. Визначити вплив багаторічного зрошення і дренажу на стан ландшафтів.

5. Визначити основні проблеми екологічного стану агроландшафтів, які виникають в процесі багаторічного зрошення і осушення.

6. Розробити власний тест (не менш 30 питань) для контролю знань з меліорації ландшафту. При розробці тестів, слід орієнтувати їх на виявлення творчого потенціалу студентів. При цьому можливо спиратися на «три кита» принципів здатності до творчості: 1-справжні знання це ті, які залишаються після того, як екзамен вже зданий; 2-володіти знаннями на стику наук і вміти «бачити» і аналізувати проблеми; 3-будь-які теоретичні знання розглядати тільки з позиції їх практичного застосування при розробці фахових проектів і технологій. А повністю розібратися в цих питаннях нам допоможе матеріал викладений у розділах 2 і 3 цієї книги.

РОЗДІЛ 2. МЕТОДОЛОГІЯ І МЕТОДИ ЛАНДШАФТНО-МЕЛІОРАТИВНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (модуль 2)