Лекція №10

 

СІЛЬСЬКЕ ГОСПОДАРСТВО ЯК УЧАСНИК ВГК

 

Зрошення і тваринництво як водоспоживачі

 

Сільське господарство є одним із найбільших водоспоживачів і в значній мірі визначає перспективи використання води в тому чи іншому районі та напрям необхідних водогосподарських заходів.

Основними водоспоживачами в сільському господарстві є зрошення, обводнення і сільськогосподарське водопостачання тваринницьких ферм, тракторних парків і ін. На відміну від промисловості, де можлива інколи заміна води в технологічному процесі, в сільському господарстві її замінити не можна.

 

 

 

Зрошення

Вода для зрошення використовується з метою забезпечення сільськогосподарських рослин у тих зонах, де не вистачає вологи опадів.

Серед сільськогосподарського водоспоживання найбільш водомістким є зрошення. Відомо, що розорані землі займають 1/10 частину суші планети, з них лише 1/6 зрошується, проте на цій площі одержують 40...50% всієї сільськогосподарської продукції. Більш інтенсивний розвиток зрошення обмежується нестачею води, оскільки тільки в розвинутих країнах водоспо­живання на потреби сільського господарства досягає 500-600 км3 у рік, тоді як всього води в руслах річок планети міститься 2120 км3.

До 10 – 40 % водоспоживання в сільському господарстві складають втрати води в каналах зрошувальних систем та на шляху до полів.

Кількість води, яка необхідна для зрошення, залежить від:

·        кліматичної зони, де проводиться зрошення, тобто від об’єму вологи, який не вистачає рослинам і який необхідно штучно подавати на поля;

·        сільськогосподарської культури  - різні культури мають різні вимоги щодо кількості вологи (найбільш вимагають вологи –рис, овочі, баштанні культури та ін., найменш – зернові, технічні культури);

·        площ зрошуваних масивів;

·        методу та способу зрошення. Існують різні методи і способи подачі води на поля. Розділяють наступні способи зрошення:

·  методом суцільного затоплення (для рисових чеків);

·  методом поливу по борознам і смугам;

·  методом дощування – за допомогою спеціальних дощувальних машин;

·  методом крапельного зрошення – коли вода у вигляді капель подається безпосередньо до рослин (рядків рослин);

·  методом підгрунтового зрошення – коли вода по підземних трубопроводах подається безпосередньо до кореневої системи рослин.

Найбільше води необхідно для зрошення методом суцільного затоплення, найменше - методом підгрунтового зрошення. Недоліком методів поливу по борознам і смугам і дощування є значні непродуктивні втрати води, коли вона не потрапляє до місці призначення - кореневої системи рослин, а втрачається на випаровування, відноситься поривами вітру (дощування), стікає по поверхні або профільтровується вглиб ґрунту. Крапельне зрошення значно зменшує втрати води, проте частково мають місце втрати води із випаровуванням.  Підгрунтове зрошення виключає і ці непродуктивні втрати води.

Орієнтовно витрата води для зрошення знаходиться за формулою:

      м3/с,         (6.1)

де q - гідромодуль зрошення, тобто питома витрата води на один осереднений гектар поливної площі, л/с·га.

Величина гідромодуля () приймається для північних районів України - 0,3 ... 0,4, центральних - 0,4...0,5, південних - 0,5 ... 0,6 л/с- га; F - поливна площа, га.

Площа меліорованих земель в Україні на рівень 2000 р. складала 5 млн га, з них 2,6 млн га зрошуваних і 3,3 млн га осушених. Проте у зв’язку із економічною кризою значна кількість зрошуваних систем перестала існувати і, відповідно, знизилась потреба у воді для зрошення.

Зрошення – сезонний водоспоживач. Потреба у воді існує лише протягом вегетаційного періоду (всередньому – із травня по серпень). Режим зволоження - це сукупність кількості, термінів і норм поливу сільськогосподарських культур. При поливі головним завданням є одержати максимально можливий урожай за умови подачі мінімальної кількості води.        

При зрошенні досить важливим є встановленні придатності тієї або іншої води для зрошення. Якщо в якості поливної води використовувати воду не належної якості, то існує ризик забруднення ґрунту і рослинницької продукції забруднюючими речовинами. Оцінка якості води є дуже складним завданням, оскільки визначається не тільки вмістом хімічних сполук в ній, але залежить і від умов її застосування, зокрема генезису ґрунтів, глибини залягання ґрунтових вод і їх мінералізації, солестійкості сільськогосподарських культур, величини поливних і зрошувальних норм, техніки і технології зрошення. Дана оцінка здійснюється на підставі аналізу вмісту хімічних сполук і елементів та хвороботворних мікроорганізмів у поливній воді і величини гранично допустимих концентрацій (ГДК).

Незважаючи на позитивні наслідки зрошення для ведення сільського господарства, зрошення земель може приводити і до негативних наслідків.

Сучасні зрошувальні системи складаються з цілого комплексу споруд: греблі, водозабору, зрошувальної та дренажної системи, доріг та лісосмуг. При створенні їх проводиться планування території, а при експлуатації вносяться підвищені дози мінеральних добрив. Таким чином, в природні екосистеми добавляються не тільки нові елементи, але й спостерігається їх часткове, а іноді і повне руйнування. Це проявляється в зміні сольового режиму, фізичних, фізико-хімічних, біологічних  і інших властивостей ґрунту, зміні рівня і мінералізації ґрунтових вод, температурного, водного і поживного режимів ґрунту, клімату приземного шару повітря. Аборигенні види флори і фауни або пристосовуються до нових штучно створених екологічних умов, або вибирають для свого проживання нові ділянки (цілинні чи богарні), або зовсім щезають. Зміна природного водного режиму грунтів супроводжується перерозподілом водорозчинних солей і може спричинити засолення ґрунту. Можливе також і забруднення ґрунту, якщо поливна вода містить значні концентрації шкідливих компонентів.

Для водних об’єктів і водних ресурсів негативний вплив зрошення проявляється у:

·        забрудненні поверхневих водойм - при скиді із зрошувальних територій дренажних вод них, в ній змінюються екологічні умови, зокрема, мінералізація води та у воду потрапляють залишкові кількості добрив і отрутохімікатів із полів;

·        зменшення кількості води у водоймах при надмірному використанні води для зрошення.

Для   зменшення негативного впливу зрошення на водні об’єкти і водні ресурси необхідно:

1.     використовувати переважно водоекономні методи зрошення – крапельне та підгрунтове;

2.     визначати оптимальні кількості, терміни і норми поливу сільськогосподарських культур для недопущення нераціонального використання води;

3.     знижувати втрат води на шляху до зрошуваних масивів (зараз втрати досягають до 40-50%, коли вода транспортується відкритими каналами і витрачається на випаровування і фільтрацію) – будівництво закритих трубопроводів;

4.     ретельний аналіз поливної води та недопущення використання води неналежної якості.

5.     вирощування сільськогосподарських культур із використанням оптимальних кількостей добрив і пестицидів із зменшенням їх потраплянням у дренажні води, і відповідно, у поверхневі водойми.

 

Тваринництво

 

Тваринництво щодо вартості валової продукції є найбільшою галуззю сільськогосподарського виробництва України. Воно покликане задовольнити потреби населення у м’ясомолочних продуктах, а також потреби легкої та інших галузей промисловості в багатьох видах сільськогосподарської сировини.

У галузевій структурі тваринництва основну роль відіграють скотарство, свинарство, птахівництво та вівчарство. Менше значення робочого конярства, кролівництва, ставкового рибництва, кліткового звірівництва, бджільництва, шовківництва тощо.

Велика кількість води витрачається на сільськогосподарське водопостачання, зокрема тваринницьких ферм, для поїння тварин, промивки молочного устаткування, приготування кормів, гідроприбирання, санітарно-гігієнічних і господарсько-побутових потреб обслуговуючого персоналу.

Кількість води для певного тваринницького комплексу або ферми визначається залежно від кількості тварин, які утримуються на даному комплексі або фермі, виду тварин, їх віку, типу відгодівлі та методом приготування кормів. Найбільше води потребують корови молочні – 100 л/добу (табл.6.1), дещо менше корови м’ясні та коні племінні – 80 л/добу, коні робочі – 60, свині на відгодівлі – 15, вівці і кози дорослі – 10, качки і гуси – 2, кури – 1 л/добу. Коли тварин годують переважно сухими кормами, то відповідно потреба у воді зменшується, якщо  готують різні суміші на основі води – зростає.

Кількість води різко збільшується на тих тваринницьких комплексах, де застосовується гідроприбирання – видалення із приміщень відходів, гною за допомогою потужних струменів води.

Якщо тварини утримуються у приміщеннях без їх випасання на пасовищах, то потреба у воді суттєво збільшується. Якщо ж тварини випасають на пасовищах, то значну кількість рідини вони отримають із соковитими кормами – травою, а вода використовується лише для напування.

Розрахункова середньорічна добова витрата води знаходиться за формулою:

       м3/ добу,        

де  - поголів'я худоби чи звірів на фермі;

 - питомий показник водоспоживання в тваринництві за добу, л.

У районах з дефіцитом води на тваринницьких комплексах і фермах на вказані цілі може використовуватися вода як питної якості, так і слабомінералізо­вана з допустимою мінералізацією для тварин.

Вода, яка використовується для технологічних потреб, може бути переважно непитної якості, що дозволяє широко застосовувати системи повторного і зворотного водопостачання.

Таблиця 6.1

 Питомі показники водоспоживання і водовідведення в тваринництві і звірівництві за добу на 1 голову, л

Споживач

Водоспоживання

Водовідведення

Всього

 На поїння і

 приготування корму

Стічна рідина

Злив гною

Корови молочні

100(15)

65

20

35

Корови м’ясні

70(5)

60

20

30

Бики і нетелі

60(5)

40

10

20

Молодняк великої рогатої ху- доби до двох років

30(2)

25

4

10

Телята в віці до 6 місяців

20(2)

10

2

5

Коні робочі, верхові рисаки і негодуючі матки

60

40

10

20

Коні племенні і годуючі матки

80

55

15

30

Жеребці-плідники

70

50

15

25

Жеребці в віці до 1,5 років

45

30

10

15

Вівці і кози дорослі

10

8

1

4

Молодняк

6

4

0,5

2

Свині на відкормі

15

6

2,5

5

Кури

1

0,8

0,08

-

Молодняк курей

0.5

0,4

0,6

-

Індики

1,5

1,2

0,12

-

Качки і гуси

2

1.6

0,16

-

Кролі

3

-

-

-

 

*Примітка. В дужках дані необхідні витрати гарячої води, які входять у норму водоспоживання.

 

Потреба у воді для тваринництва у воді протягом року дещо змінюється:  влітку використовується дещо більше води, ніж в зимові місяці.

Тваринництво при використанні великих ферм і особливо тваринницьких комплексів на десятки тисяч худоби є значними джерелами забруднення. Підраховано, що свиноферма на 10 тис. свиней утворює стільки ж відходів, як 4-тисячне місто. Відходи тваринництва, як рідкі, так і тверді насичені біогенними елементами - сполуками азоту, фосфору, органічними сполуками, наявністю патогенної мікрофлори.

Якщо забруднення попадають у водні об’єкти, вони гниють, і на їхнє окислювання витрачається кисень. Створюється так звана біохімічна потреба в кисні. Чим вище ця потреба, тим менше кисню залишається у воді для живих мікроорганізмів, особливо для риб і водоростей. Іноді через нестачу кисню гине все живе. Вода стає біологічно мертвою: у ній залишаються тільки анаеробні бактерії,  що процвітають без кисню й у процесі своєї життєдіяльності виділяють сірководень - отрутний газ зі специфічним запахом тухлих яєць. І без того безжиттєва вода здобуває гнильний запах і стає зовсім непридатною для людини і тварин. Подібне може відбутися  і при надлишку у воді таких речовин, як нітрати  і фосфати - ці біогенні речовини стимулюють ріст водоростей, водорості починають споживати багато кисню, а коли його стає недостатньо, вони гинуть.

Для   зменшення негативного впливу тваринництва на водні об’єкти і водні ресурси необхідно:

1.     Ширше використовувати випасання тварин на пасовищах замість стійлового утримання. При цьому не лише зменшується використання води, а наноситься менша шкода довкіллю через утворення відходів.

2.     Використовувати сухе механічне прибирання тваринницьких приміщень замість гідроприбирання.

3.     Раціонально і екологічно обґрунтовано поводитись із тваринницькими відходами - як рідкими, так і твердими (виробництво органічних добрив, перегною, зрошення розбавленими стічними водами тваринництва тощо), не допускаючи забруднення ґрунту, підгрунтових вод і водойм забруднюючими речовинами.

 

Запитання для контролю

1.           Сільське господарство як  учасник ВГК. Напрямки використання води в сільському господарстві.

2.                Витрати води для зрошення. Способи зрошення.

3.                Оцінка якості поливної води.

4.                Негативний вплив зрошення для водних об’єктів і водних ресурсів..

5.                Тваринництво як  учасник ВГК.

6.                Потреба у воді для тваринницьких комплексів і ферм.

7.                Негативний вплив тваринництва на водні об’єкти і водні ресурси.

8.           Шляхи зниження негативного впливу діяльності сільського господарства на водні ресурси.