Меліорація

Визначення і загальна характеристика

МЕЛІОРА́ЦІЯ (лат. melioratio — поліпшення, від melior — кращий) — наука, що дає системне теоретичне обґрунтування розвитку і ведення зрошення, осушення земель, хімічного покращення ґрунтів, раціонального використання водних ресурсів, земельних ресурсів, ландшафтного улаштування та забезпечення необхідного екологічного стану земель; система організаційно-господарчих і технічних заходів, спрямованих на корінне покращення несприятливих гідрологічних, ґрунтових та кліматичних умов з метою підвищення врожайності сільськогосподарських культур. За спрямованістю впливу на землі виділяють осн. групи М.: водні, або гідротех. (для умов посушл. і перезволожув. земель), хім. (для земель з несприятливими фіз. і хім. властивостями ґрунтів), агролісомеліорація (для земель, що потребують збільшення запасів вологи в ґрунті, покращення мікроклімату та запобігання виникненню водної і вітр. ерозій), культуртех. (покращення с.-г. угідь та приведення їх у придат. для обробітку стан). Крім названих осн., є ще й ін. види меліорації земель: фітомеліорація, М. піщаних ґрунтів, рекультивація техногенно порушених земель та ін. Найбільшого поширення в Україні набули водні М. — зрошення посушливих і осушення перезволож. земель. Зрошув. системи в Україні зосере­джено переважно в зоні Степу, де річна сума опадів не перевищує 450 мм, тривалість бездощ. періодів протягом вегетац. сезону сягає 80–100 днів і більше, часто спостерігаються суховії при віднос. вологості повітря 30 % і менше. Завдяки високій випаровуваності, що удвічі перевищує природне надходження вологи, тут постійно спостерігається дефіцит вологозабезпеченості рослин. Повне задоволення по­треб с.-г. культур у волозі для формування їхньої високої продуктивності в цій зоні можна досягти лише за допомогою зрошення.

Історична довідка

Зрошення земель, як захід боротьби з посухами, має давню світову історію. Ще за декілька тисячоліть до н. е. його застосовували в долинах річок Ніл, Тигр і Євфрат. У Серед. Азії та Вірменії виявлено сліди іригації (відносять до 4–2 тис. до н. е.). На поч. 20 ст. площі зрошув. земель на земній кулі займали 40 млн га, 1949 вони досягли 92 млн га, 1987  — 255 млн га, а у 2015 — 315 млн га або 2,35 % від площі земел. ресурсів, що використовує людство. У Єгипті, Пакистані, Японії усі оброблювані землі є зрошуваними, а у Італії та Китаї на них припадає 60–65 %. На зрошув. землях у світі вирощують понад 40 % врожаю. Гальмівним фактором у розвитку зрошення став дефіцит води в багатьох країнах. Проектні та пошук. роботи зі зрошення земель в Україні почалися від кін. 19 ст., коли було проведено експедиції Й. Жилінського і В. Докучаєва (вивчали питання обводнення посушл. степів та їх зрошення водами місц. стоку). Тоді ж, і особливо на поч. 20 ст., з’явилися проекти інж. Ф. Моргуненкова, В. Чікова та ін. з розвитку зрошення на Пд. України водами Дніпра (побудови Дніпров. греблі, електростанції та використання її енергії для подачі води). Проте ці пропозиції не було підтримано. Площі зрошення в Україні до 1917 становили лише 6 тис. га (1941 вони досягли 103 тис. га, 1965 — 503 тис. га). Високими темпами іригац. будівництво в Україні розвивалося 1965–85, за цей період введено в дію понад 2 млн га зрошених земель. Заг. їхня площа сягала 2591 тис. га. Від 1991 розпочався процес скорочення площ поливу.

Меліорація в сучасній Україні

Станом на 2016 в Україні зрошували лише 495 тис. га із 2167 тис. га наявних. Осн. площі полив. земель зрошують за допомогою систем дощування (80–85 %). В Україні також успішно функціонують рисові зрошув. системи (12–15 тис. га), системи краплин. зрошення (65–70 тис. га), мікродощування (2–3 тис. га) та ін. Зрошення посушл. земель сприяло знач. підвищенню врожайності й заг. розвитку с.-г. виробництва. За даними Інституту водних проблем і меліорації НААНУ (Київ), врожайність зерн. на зрошув. землях зростає у 2–3 рази, а овоч. — 4,4–7,3 раза. В обл. Пд. Степу середня врожайність кукурудзи зерн. за 2012–15 при зрошенні становила 10,8–14,7 т/га, а без зрошення — 2,15–4,07 т/га. За 2010–15 врожайність сої при зрошенні в середньому становила 3,8–4,5 т/га, а без зрошення — 0,95–1,54 т/га, томатів — 95–120 т/га та 16–24 т/га відповідно. До ефективності зрошув. М. варто віднести й стабільність врожайності с.-г. культур за роками, тоді як без зрошення щорічно спостерігаються знач­ні, до 60 %, її коливання. У сфері наук. забезпечення зрошення вирішено питання формування режимів зрошення культур у нестійких умовах природ. зволоження; розроблено й рекомендовано інновац. способи поливу; впроваджено комп’ютеризацію упр. процесами водорозподілу та упр. поливами; рекомендовано ресурсоощадні технології вирощування с.-г. культур зі збереженням високого рівня родючості ґрунтів та сприятливого екол. стану на зрошув. та прилеглих територіях. Фахівцями Інституту підготовлено «Стратегію відновлення та розвитку зрошувальних та дренажних систем в Україні до 2030 року», цим документом передбачено відновлення зрошення на площі 1,2 млн га та доведення заг. площі зрошення в 2030 до 1,7 млн га.

2016 площа осушених земель у світі становила бл. 200 млн га, серед них у Європі — понад 50 млн га, Азії — 69 млн га, Америці — 71 млн га, Африці — понад 5 млн га, Австралії і Океанії — 2,5 млн га. В Україні осушення земель проводять в гумід. зоні — областях Полісся, у Прикарп. і Закарп. регіонах та частково в Лісостепу, гол. чином у долинах рік Сули, Псла, Ворскли та ін. Середня кількість опадів у Поліссі становить 550–600 мм на рік. У Карпатах їхня кількість збільшується від 600–700 до 1000–1400 мм. Більше половини цих опадів припадає на теплий період року, інколи вони проходять у вигляді злив, що зумовлює надлишк. зволоження ґрунту. До причин перезволоження земель належать також слабка дренованість територій, нерівномір. розподіл поверхн. стоку та низька сумарна випаровуваність. Зона перезволожув. земель характеризується великою різноманітністю ґрунт. покриву — від сірих ліс. ґрунтів та чорноземів опідзолених до дерново-карбонатних і торфово-болотних. Осн. завданням водних М. у цій зоні є: відведення з полів надлишків ґрунт. і поверхн. вод за допомогою дренаж. мережі; забезпечення під час вегетації рослин оптимал. водно-повітр. режиму в корен. шарі ґрунту, а також додатк. зрошення або підґрунтове зволоження в посушливі періоди. З цією метою створюють осушувал., осушувал.-зволожув. і осушувал.-зрошув. системи. Для запобігання затопленню осушених земель під час весняної повені річок споруджують польдерні системи. Перші спроби М. надмірно зволожених або періодично перезволожув. земель були наприкінці 19 ст. і пов’язані з діяльністю експедиції Й. Жилінського. Його проекти і практ. їх втілення зводилися переважно до виправлення існуючих водотоків та будівництва каналів для відведення води із заболоч. територій. Більш активну і всебічну роботу з осушення земель почали після 1910, коли в департаменті землеробства з’явилися спеціалісти із освоєння боліт, засн. Сарнен. болотне дослідне поле (1912, нині станція Інституту водних проблем і меліорації НААНУ, Рівнен. обл.), Рудня-Радовел. болотну станцію (1913, Житомирщина), Панфил. дослідно-болотне поле (нині станція Інституту землеробства НААНУ, смт Чабани Києво-Святошин. р-ну Київ. обл.). Детал. вивчення особливостей М. перезволож. земель сприяло розширенню площ осушення. 1917 в Україні воно складало 430 тис. га, 1940 — 900 тис. га, 1965 — 1318,6 тис. га. Інтенсив. розвитку осушення земель в Україні набуло 1966–90. На поч. 1997 площа меліоров. земель у гумід. зоні досягла 3,3 млн га, що становило 60 % усього меліорат. фонду. Станом на 2016 водорегулювання здійснювали на площі лише 255 тис. га. Меліорат. системи на осушуваних землях — склад. інж.-тех. і технол. комплекс. Так, у Волин. обл. на 416 тис. га осушувал. систем (понад 75 % від усіх перезволожув. земель) побудовано 57 електрифіков. насос. станцій, 13 водосховищ ємністю 39 млн м³, 18,5 тис. км відкритих каналів, 120 тис. км закритого дренажу і 15 тис. гідроспоруд. Наукові дослідження у зоні осушувал. М. проводили в 2-х напрямах — вирішення тех. проб­лем регулювання режиму вологості торф. і мінерал. перезволожених ґрунтів, розроблення заходів з ефектив. використання меліоров. земель і збереження родючості ґрунтів. Регулювання водно-повітр. режиму на перезволож. землях шляхом проведення осушувал. М. і застосування комплексу необхід. агротех. заходів сприяють знач. підвищенню продуктивності землеробства, зокрема одержанню високих і сталих урожаїв.

Хімімічна меліорація

Це система заходів, спрямов. на покращення несприятливих хім. і фіз. властивостей ґрунтів або води шляхом внесення в них хім. речовин (меліорантів) з метою створення умов для інтенсив. розвитку с.-г. культур і одержання високого врожаю. Характер хім. М. визначається вмістом у ґрунті макро- і мікроелементів, його кислотністю, лужністю, засоленістю, потребою в мінерал. солях і напрямом регулювання реакції ґрунт. розчину. Кислі ґрунти, в яких водний показник рН коливається від 4,5 до 5,6–6,0, поширені переважно в гумід. та перехід. зонах Полісся, Лісостепу, Прикарпаття і Закарпаття. Заг. їхня площа становить 7750 тис. га, з них перезволож. (глейових) — 3900 тис. га. Площа ґрунтів з дуже кислою реакцією (рН<4,5) становить 1250 тис. га, з кислою (рН 4,6–5,0) — 1800 тис. га, середньо-кислою (рН 5,1–5,5) — 2500 тис. га і слабо-кислою (рН — 5,6–6,0) — 2200 тис. га. З кислотністю пов’язані й ін. негат. властивості ґрунтів — безструктурність, підвищення вмісту рухом. алюмінію, низький вміст кальцію і магнію тощо. Підкисленню ґрунтів сприяє також внесення фізіол. кислих добрив, випадання кислот. дощів (див. Кислотні опади) та біо­хім. процеси, що відбуваються в ґрунтах. Радикал. заходом підвищення якості кислих ґрунтів є їх вапнування. Норми внесення вапна залежать від ступ. кислотності (показника рН) і від гранулометрич. складу ґрунтів. Напр., на легкосуглинис. ґрунтах норма внесення вапна зі зміною кислотності ґрунту з рН<4,5 до 5,5–5,6 зменшується від 4,5 до 1,5–2 т/га. Вапнування кислих ґрунтів потребує великих матер. і енергет. затрат, тому варто вживати заходів, що зменшують їх, зокрема підбирати с.-г. культури, що легко переносять кисле середовище, використовувати культур-меліоранти тощо. Значна кількість кальцію (основна діюча речовина вапна) в кислі ґрунти надходить з гноєм та фосфор. добривами, тому ефективність вапнування кислих ґрунтів посилює внесення орган. і мінерал. добрив. Відзначено позитивну дію вапна і за локального його застосування.

Меліорація солонцюватих ґрунтів

 Це комплекс заходів, що нейтралізує вплив на рослини високого вмісту в ґрунті натрію і зменшує його засоленість. Залежно від вмісту поглинутого натрію (у відсотках ємності поглинання) визначають ступінь солонцюватості: слабку (до 10 %), сильну (до 10–30 %), більше 30 % — утворюються солонці. Площа солонцюватих ґрунтів в Україні становить 3400 тис. га, зокрема понад 2100 тис. га ор­них земель. У зоні Степу площа цих ґрунтів досягає 1800 тис. га, в Лісостепу — 300 тис. га. Продуктивність солонцюватих ґрунтів знижується до 30–50 %, їх часто розглядають як деградовані (див. Деградація ґрунтів). У комплексі заходів із покращення таких ґрунтів провідне місце належить гіпсуванню. Норма внесення цього меліоранта залежить від ступеня солонцюватості та становить від 2 до 7 т/га. За слабкого і серед. осолонцювання гіпс значно меншими дозами можна вносити одночасно з посівом культур, тим самим підвищуючи врожайність буряка і пшениці озимої на 20–25 %. Практикують локал. гіпсування солонців, що теж зменшує витрати меліоранта. Широкого розповсюдження для протидії зростанню солонцюватості набув метод плантаж. (глибокої) оранки, під час якої кальцієві сполуки, що залягають у ґрунті на глибині 50–55 см, переміщуються у верхні шари ґрунту і діють як меліорант. Післядія такого способу досить тривала. Ефектив. методом є також відведення цих земель під корм. угіддя, луки, пасовища. На окремих солонцюватих ґрунтах високу ефективність показує звичайне розпушування ґрунту.

Гідромеліорація

М. зрошув. води — це система заходів, направлених на зменшення її мінералізації та (або) виведення з неї токсич. елементів, тобто солей, біогенів, пестицидів тощо. Сучас. способами М. води, які застосовують у світ. практиці є: внесення кальцієвміс. меліорантів, дистиляція, електродіаліз, зворот. осмос, магнітна обробка води, озонування, електроліз, мембранна технологія, уніполяр. вплив тощо. Відрізняючись за характером обробки, всі ці методи спрямов. на досягнення гол. результату — мінімізації негатив. впливу зрошув. води на навколишнє сере­довище. Принциповими підходами при управлінні якістю води є такі: доведення параметрів якості (іригац. показників) до відповід. критеріїв (стандартів); вибір варіантів тех. рішень і технологій необхідно обґрунтувати тех.-екон. розрахунками.

Культуртехнічна меліорація

Наукові дослідження

Завантажити статтю