Устойчивое развитие орошаемого земледелия в условиях резкого дефицита водных ресурсов в Республике Крым

УДК 631.67

УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

В УСЛОВИЯХ РЕЗКОГО ДЕФИЦИТА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ В РЕСПУБЛИКЕ КРЫМ

Сторчоус В. Н., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»; Сейтумеров Э. Э., кадидат технических наук;

Государственное бюджетное учреждение Республики Крым «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»

Проанализировано распределение политых площадей по способам полива и по группам сельскохозяйственных культур за 2013-2014 годы и даны рекомендации по внедрению водосбере-гающих способов и технологи полива для стабильного развития сельскохозяйственной отрасли Крыма.

Ключевые слова: водосберегающие способы полива, орошаемое земледелие, политые земли, дождевание, капельное орошение, полив по бороздам.

SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF IRRIGATED AGRICULTURE IN CONDITIONS OF SHARP DEFICIENCY OF WATER RESOURCES IN THE REPUBLIC OF CRIMEA

Storchous V. N., Candidate of Agricultural Science, Associate Professor, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» Seytumerov E. E., Candidate of Technical Sciences;

State budgetary institution of the Republic of Crimea «Research institute of agriculture of the Crimea»;

Distribution of the watered areas on ways of watering and on groups of crops in 2013-2014 years is analysed and recommendations about introduction of the water preserving ways and technologists of watering for stable development of agricultural branch of the Crimea are made.

Key words: the waterpreserving ways of watering, the irrigated agriculture, the watered lands, overhead irrigation, a drop irrigation, watering on furrows.

Введение. Основная часть территории Республики Крым (кроме горной зоны) по природному увлажнению находится в неблагоприятных для стабильного развития сельского хозяйства климатических условиях. Основная часть осадков приходится на теплый период года, когда величина испарения более чем в два раза превышает величину осадков. Осадки чаще всего выпадают в виде ливней, поэтому большая их часть теряется за счет поверхностного стока. Кроме того, континентальность и засушливость климата степного Крыма усиливается за счет повышенного ветрового режима. В среднем за год насчитывается около 30 дней с сильным ветром, 6-9 дней - с пыльными бу-

рями. Повторяемость атмосферно-почвенных засух в течение вегетационного периода составляет 30-50% [3]. Таким образом, для полного обеспечения растений водой, естественного увлажнения недостаточно. Важным фактором устойчивого развития сельскохозяйственной отрасли является орошение [2]. Без орошения невозможно выращивание высоких гарантированных урожаев, и чем раньше будет восстановлено орошение, как по площадям, так и по кратности поливов, тем лучше будет для экономики полуострова, а значит для жителей и гостей Крыма.

Материал и методы исследований. Проанализирован широкий ряд данных водохозяйственных организаций и собственных натурных исследований авторов по использованию орошаемых земель за период с 1997 по 2013 гг., в период, когда на орошение использовалась днепровская вода, и период без днепровской воды (результаты поливного сезона 2014 год).

Результаты и обсуждение. Общая орошаемая площадь земель Республики Крым на 1991 год составляла 397,3 тыс. га. В 1997 году было полито сельскохозяйственных культур на площади 388 тыс. га, что составляло 97% от наличия площадей орошаемых угодий, в 2001 - 238 тыс. га (59%), а в 2005 г. - 132,4 тыс. га (33%), что свидетельствует постоянному снижению поливных площадей [1]. В 2006 году наметилась незначительная тенденция увеличения использования орошаемых земель и в 2007 году площадь полива сельскохозяйственных культур составила 159,6 тыс. га или 39,8%, что на 17 тыс. га больше 2006 года.

За последние два десятилетия, площадь политых земель сократилась почти в 3 раза (в 2014 г. полито 17,3 тыс. га, что составляет 13% от политых в 2013 году земель). В четыре раза уменьшилось количество единиц дождевальной техники, значительная часть оросительных сетей находится в аварийном состоянии и т.п. До 2014 года основными причинами неиспользования орошаемых земель по их прямому назначению были следующие:

- неисправность внутрихозяйственной сети и сооружений на ней;

- отсутствие или разукомплектованность дождевальной техники;

- разукомплектованность насосных станций на госсистеме и т.д.

2014 год для орошаемого земледелия стал критической точкой. Если до этого периода нужды народного хозяйства водохозяйственный комплекс обеспечивал на 80% за счет воды Северо-Крымского канала, на 10% - за счет поверхностных местных водных объектов и на 10% - за счет подземных вод, то в 2014 году все потребности в воде перекрывались из местного стока. Это в свою очередь привело к тому, что для основного потребителя воды из Севе-ро-Крымского канала - сельского хозяйства - воды почти не осталось. В итоге политые площади в сравнении с тем же периодом 2013 года сократились в 7,8 раза. При этом следует отметить, что Крым всегда был и есть курортной зоной, а это подразумевает необходимость обеспечения отдыхающих достаточным количеством воды соответствующего качества, а также продуктами

питания: овощами, фруктами, мясом, молоком и т.п. Для стабильного развития овощеводства, садоводства и животноводства орошение является одним из основных факторов.

На диаграмме 1 отображено распределение политых площадей по способам полива в 2013 году, а на диаграмме 2 - в 2014 году.

капельное

58,6%

Рисунок 1. Распределение политых площадей по способам полива в 2013 году

по бороздам

3^,80/0

Рисунок 2. Распределение политых площадей по способам полива в 2014 году

Анализ этих двух рисунков показывает, что до 2014 года большая часть земель поливалась дождеванием. В 2014 году положение резко изменилось и ведущим способом полива - стал полив по бороздам. С учетом значительного дефицита водных ресурсов данный факт является недопустимым. Правильный выбор способа орошения должен подразумевать понимание того факта, что орошение - это интенсивный шаг в производстве, его невыгодно использовать при низком уровне внесения удобрений, защиты растений, агротехники, неэффективном использовании воды и энергии.

Для Республики Крым, как бы ни сложилась ситуация, связанная с решением проблем обеспечения водой и электроэнергией, в дальнейшем цена на эти два ресурса будет расти, поэтому этот факт в первую очередь необходимо учитывать при выборе способа полива и техники орошения.

Рассмотрим более детально ситуацию в орошаемом земледелии Республики Крым, которая сложилась в 2014 году. На рисунке 3 показано процентное соотношение поливаемых в 2014 году площадей по группам сельскохозяйственных культур.

Из рисунка 3 наглядно видно, что в 2014 году в основном поливались многолетние насаждения, на их долю приходится около 46% и коллективные огороды, аренда - 19%. На долю зерновых культур приходится 10%, овоще-бахче-вых - 10%, технических - 9%, кормовых - 5%, на ягодники - 1%.

Исходя из вышеприведенной информации, при сохранении сложившейся ситуации ведущими способами полива для Республики Крым должны быть:

- капельное орошение (для полива многолетних насаждений, овоще-бах-чевых культур и ягодников);

- дождевание (для полива технических, зерновых, кормовых, овощных культур, а также плодовых деревьев).

Рисунок 3. Распределение политых земель по группам сельскохозяйственных культур

Причем при выборе способа полива для овощных культур и саженцев плодовых деревьев при долгосрочном планировании, нужно учитывать тот факт, что в условиях острого водного дефицита вода из водоисточника в засушливые годы может быть отобрана в пользу целей коммунального водоснабжения, а не орошения.

Парк дождевальной техники Республики Крым на 87% состоит из машин, которые уже отработали свой нормативный эксплуатационный срок службы и требуют замены на новые улучшенные модели. Кроме этого следует отметить, что в основном поливные машины представлены моделями «Фрегат» и ДДА-

100МА старого образца, которые рассчитаны на сезонную площадь полива -80-100 га. Как показал итог поливного сезона 2014 года, поливаются в основном участки с небольшой площадью (от 1 до 30 га), на которых использование высокопродуктивных многоопорных машин не является экономически целесообразным. На начало поливного сезона 2014 года парк дождевальной техники Республики только на 2,8% состоял из малогабаритных оросительных машин, которые для условий Крымского полуострова в условиях острого дефицита водных ресурсов являются перспективным рядом техники.

Как уже было отмечено ранее, на Крымском полуострове наиболее дефицитными ресурсами являются вода и электроэнергия, поэтому в дальнейшем, при выборе техники полива, необходимо отталкиваться от принципа их экономии.

Современные дождевальные машины используют два вида энергоисточников: электрическую энергию и дизельное топливо. Электрическая энергия тратится насосной станцией при подаче воды с заданным расходом и давлением до водозаборного гидранта оросительной сети. Дизельное топливо используется для работы дизель-генератора или дизель-насоса, которые обеспечивают подачу напряжения на электродвигатели или гидравлической жидкости на гидромоторы самоходных тележек машины. Важным параметром, который необходимо учитывать при выборе дождевальной машины, является удельный расход электроэнергии на подачу заданного объема воды на орошение (кВт-ч/1000 м3), или на единицу площади (кВт-ч/га) при заданной норме полива. Также учитываются удельные расходы дизельного топлива, объем воды на орошение и площадь орошения (кг/1000 м3, кг/га).

Наименьшую удельную энергоемкость орошения имеют современные дождевальные машины кругового действия с забором воды от гидранта без концевого дождевального аппарата, а наибольшую - высоконапорные модификации «Фрегат» ДМУ-А, Б.

Экономия воды при использовании новых и существующих оросительных машин отсутствует, так как оросительная норма, подаваемая на поле существующими и новыми типами дождевальных машин, одинаковая, но за счет лучшей равномерности и качества дождя новые машины обеспечивают более высокую урожайность сельскохозяйственных культур. Существующая работоспособная дождевальная техника, для Республики Крым - это в основном машины «Фрегат» (более 50% существующего парка дождевальной техники), имеет в среднем коэффициент эффективности полива около 0,7, что соответствует нормативной равномерности орошения. Современные электрифицированные широкозахватные дождевальные машины с саморегулируемыми дождевальными аппаратами имеют коэффициент эффективности полива 0,87, который выше нормативного. Таким образом, использование дождевальной техники нового поколения, пусть и не уменьшит объемов подаваемой воды, но позволит повысить эффективность ее использования [4]. А экономия оросительной воды возможна за счет применения оптимальных режимов орошения, оптимальные

и экономически обоснованные оросительные нормы для условий Крыма приведены в таблице 1.

Таблица 1. Оптимальные и экономически обоснованные оросительные нормы, разработанные для условий Крыма [5]

№ п/п Культура Оросительная норма, м3/га

оптимальная экономически-обоснованная

1 Озимая пшеница 2800 2000-2100

2 Озимый ячмень 2300 1500-1700

3 Кукуруза на зерно 3500 2500-3000

4 Кукуруза на силос 3000 2300-2500

5 Люцерна под покровом ярового ячменя 1300 1000-1300

6 Люцерна после уборки ярового ячменя 3800 1800-2400

7 Фуражная люцерна 5800 5000-5300

8 Сахарная и кормовая свекла 4200 3000-3300

9 Соя 3200 2800-3200

10 Пожнивная кукуруза 2300 1800-2000

11 Пожнивные злако-бобовые смеси 2400 1800-2000

12 Томаты посевные 3400 3000-3400

Но даже внедрение всех перечисленных водосберегающих технологий не позволит полностью решить проблему водообеспечения сельского хозяйства. В перспективе важным вопросом в развитии орошаемого земледелия Крымского полуострова является использование очищенных сточных вод для целей полива сельскохозяйственных культур и реконструкция водотранспортирую-щей и разводящей сетей. Это позволит увеличить площадь орошения по сравнению с 2014 годом в 2 раза.

В настоящее время единственным источником покрытия дефицита водных ресурсов могут быть только местные водные ресурсы, включающие поверхностные и подземные воды и небольшая часть опресненной морской воды, используемая исключительно для технических нужд.

Реки Крыма составляют основную используемую часть поверхностных водных ресурсов, их насчитывается 1657 шт. Кроме того в Крыму расположено 1930 прудов, 300 озер и лиманов, около 3 тысяч родников.

Местные водные ресурсы Крыма обеспечивают потребности населения и отраслей экономики только на 15-20%, но являются наиболее ценными водными ресурсами по качеству. С целью аккумуляции водных ресурсов построены 15 водохранилищ общим проектным объемом 253,05 млн. м3. Однако за по-

следние пять засушливых лет практически ни одно водохранилище естественного стока не набирало проектного объема воды. К примеру, в 2013 году, запасы воды в водохранилищах естественного стока составляли 98,824 млн. м3, а в

2014 году на тот же период (декабрь) - 104,3 млн. м3. Учитывая климатические условия, сложившиеся за последние пять лет и прогноз на ближайшие годы, общий запас воды в 2015 году могут составить в пределах 75-85% от проектного объема, или 190-215 млн. м3.

В Крыму уровень разведанных подземных вод достаточно высок (более 75%). На полуострове до 1 января 2014 года, разведано 11 месторождений местных подземных вод, которые состоят из 78 участков. Пресные подземные воды - это особо ценный природный ресурс, который пользуется повсеместным и постоянным спросом. Пресные и слабоминерализованные (менее 1,5 г/дм3) подземные воды является основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения в Крыму. Распространены они почти по всей территории Крыма за исключением незначительного по площади участка в его юго-восточной части. По условиям формирования, естественного залегания и миграции, выделяют подземные воды зоны свободного водообмена и зоны замедленного водообмена. Подземные воды зоны свободного водообмена залегают на глубине до 250 м, слабо минерализованные (до 1,5 г/дм3) и пригодны для хозяйственно-питьевого использования. Они сосредоточены в Равнинном Крыму, предгорье, на Керченском полуострове и ЮБК, слабо защищены на поверхности и легко поддаются антропогенному загрязнению. Подземные воды зоны замедленного водообмена залегают на глубинах больше 250 м, минерализованные (> 1,5г/дм3), зачастую напорные. Эти водоносные горизонты перекрыты отложениями слабо водопроникающих горных пород и потому более защищены от загрязнения.

На утвержденные запасы подземных вод по (категориям А+В+С1) приходится 987,1 тыс. м3/сутки, (категории С1) 191,2 тыс. м3/сутки. Лимит забора подземных вод в 2013 году был равен 174 млн. м3, с учетом построенного в

2015 году Неженского водозабора (195 тыс. м3 в сутки), забор подземных вод может достичь 210 млн. м3 в год.

Таким образом, Крым может рассчитывать на реальный объем воды, в зависимости от водности года, на 410-450 млн. м3, без учета опресненной морской воды. Этот водный ресурс необходимо поделить на две части.

Первая часть водных ресурсов, соответственно 60 млн. м3 и 150 млн. м3 должна быть направлена на приоритетные направления, это промышленность, сельское и городское коммунальное хозяйство.

Вторая часть водных ресурсов в объеме 200-240 млн. м3 можно направить на выращивание зерновых культур или на развитие овощеводства, садоводства, виноградарства, или кормовой базы для животноводства.

Для производства основных продуктов питания, на выращивание которых требуется наибольшее количество воды - овощи, фрукты, мясо (мясо КРС, сви-

нины, птицы, яйца, молоко), необходимо воды 620-660 млн. м3 в год (в зависимости от водности года). При этом под овоще-бахчевые культуры необходимо отвести не менее 14 тыс. га орошаемых земель (при средней урожайности 190 ц/га), многолетние насаждений - 22 тыс. га (при средней урожайности -90 ц/га). Для обеспечения стада КРС сочными кормами необходимо довести площадь орошаемых земель под кормовыми культурами до 200 тыс. га, при этом грубые корма будут выращиваться на богаре. Полив необходимо проводить согласно экономически-обоснованным нормам и с применением передовых технологий (дождевальное и капельное орошение).

Таким образом, по предварительным расчетам, учитывая реальный объем водных ресурсов (поверхностные + подземные), 410-450 млн. м3, необходимый для производства основных продуктов питания 620-660 млн. м3, дефицит водных ресурсов составит - 420 млн. м3, при водообеспеченности 75%.

На перспективу до 2030 года дефицит водных ресурсов можно будит сократить за счет опреснения морских вод - до 200 млн. м3 и очистки сточных вод (150-200 млн. м3).

Для устойчивого развития сельхозпроизводства в РК, Минсельхозом России совместно с региональными властями, наукой предпринимаются меры по изменению структуры севооборота в пользу более засухоустойчивых культур, а также по поиску альтернативных источников водоснабжения и введению дополнительных площадей сельхозугодий под орошение.

Согласно программе «Социально-экономическое развитие Республики Крым и города федерального значения Севастополя до 2020 года» предусматривается финансирование четырех инвестиционных проектов, которые позволят обеспечить, на первом этапе, орошением более 12 тыс. га сельхозугодий. По программе «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020 годы» предусматривается оказание адресной поддержки аграриев в форме предоставления субсидий из федерального бюджета на возмещение части произведенных ими затрат на проведение мелиоративных мероприятий. Заявленный общий объем инвестиционных проектов самих сельхозтоваропроизводителей составляет более 330 млн. рублей. В результате проведения гидромелиоративных мероприятий предусматривается ввести в эксплуатацию 2,2 тыс. га мелиорируемых земель с использованием местных водных источников и артезианских скважин.

Выводы. Для полного использования имеющегося агроресурсного потенциала республики и обеспечения производства сельскохозяйственной продукции в объемах, достаточных для самообеспеченного развития аграрного комплекса, высокоэффективного использования орошаемых земель и повышения их роли в экономическом развитии Крыма, необходимо:

- провести реконструкцию и ремонт водотранспортирующей, разводящей и подающей сети;

- отказаться от полива по бороздам в пользу дождевания или капельного орошения;

- при выращивании зерновых, технических и кормовых культур использовать широкозахватную многоопорную дождевальную технику, работающую от закрытой оросительной сети;

- при выращивании овоще-бахчевых культур, плодовых деревьев применять шланго-барабанные установки, оснащенные насадками или консолями, или капельное орошение, выбор способа полива делать на основе технико-экономических расчетов в зависимости от конкретных условий.

- провести раскорчевку старых садов и виноградников, новые посадки закладывать изначально с системой капельного орошения;

- ввести изменения в структуру сельскохозяйственного производства, в частности сокращение доли влаголюбивых культур;

- сократить и в дальнейшем полностью исключить, нерациональное использование водных ресурсов во всех отраслях производства путем внедрения водосберегающих технологий в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве;

- особо важно создание бюветов и накопителей питьевой воды для питьевого водоснабжения в сельских населенных пунктах;

- разработка мероприятий повторного использования сточных и дренажных вод.

Список использованных источников:

1. Водное хозяйство Крыма / Под. ред. Зам. председателя Республиканского комитета АР Крым по водохозяйственному строительству и орошаемому земледелию Дудкова П. Ф. - Симферополь: Доля, 2008. - 264 с.

2. Науковi основи охорони та ра-цюнального використання зрошува-них земель Украши. К. : Аграрна наука, 2009. 624 с.

3. Половицкий И. Я., Гусев П. Г. Почвы Крыма и повышение их плодородия: Справ. Изд. - Симферополь: Таврия, 1987. - 152 с.

4. Ромащенко М. I., Гринь Ю. I., Бабский В. В., Конаков Б. I., Музика О. П., Вельбк А. Г., Мавлютдинов О. О., Антонюк А. В. «Перспективний ряд i основт параметри поливно! техшки

References:

1. A water management of the Crimea / Under. an edition of the Deputy chairman of the ARE Republican committee the Crimea on water management construction and the irrigated Dud-kov P. F. agriculture. - Simferopol: Share, 2008. - 264 p.

2. Naukow the principles of the rational Aharoni zroshuvalna the lands of Ukraine. Kyu : Agricultural science, 2009.624 p.

3. Polovitsky I. Ya., Gusev P. G. Soils of the Crimea and increase of their fertility: Справ. Prod. - Simferopol: Tavriya, 1987. - 152 p.

4 Romaschenko M. I., Grin Yu. I., Babskii V. V., Konakov B. I., Musica O. P., Velbk A. G., Mavletdinov O. O., Antonyuk O. V. «Promising a number of

для втизняного виробництва» (рекомендаций - К. : 1нститут водних проблем i мелюраци НААН, 2012 . - 36 с.

5. Тищенко А. П. Управление режимами орошения сельскохозяйственных культур по инструментальному методу. - Симферополь: Таврия, 2003. - 240 с.

Сведения об авторах:

Сторчоус Владимир Николаевич -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения, мелиорации и экологии Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: samuljanec@yandec.ru, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».

Сейтумеров Эдем Эмирсалие-вич, кандидат технических наук, зав. сектором прогнозирования и техники полива, ст. науч. сотрудник. Государственное бюджетное учреждение Республики Крым «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма», e-mail: seytumerov@ inbox.ru, 295453, Республика Крым, г. Симферополь, ул. Киевская, 150

key dimensions I palivno machinery for thisrange of virobnictva» (recomandat). -K.: Institute of water problems and land reclamation NAAS, 2012 . - 36 p.

5. Tishchenko A.P. Management of the modes of an irrigation of crops on a tool method. - Simferopol: Tavriya, 2003. - 240 p.

Information about the authors:

Storchous Vladimir Nikolaevich -candidate of agricultural sciences, the associate professor of a pochvovedeniye, melioration and ecology, Academy of bioresources and environmental management FGAOOU WAUGH «KFU of V. I. Vernadsky» Academy of Life and Environmental Science for scientific work of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University, e-mail: samuljanec@yandec. ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.

Seytumerov E. E., candidate of engineering sciences, manager. by the sector of prognostication and technique of watering, Senior staff scientist, Public budgetary institution of Republic of Crimea the «Research institute of agriculture of Crimea», e-mail: seytumerov@inbox.ru,295453, Republic of Crimea, Simferopol, street Kyiv, 150