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., зʼявилися 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 компʼютеризацію 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 повʼязані 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 зʼявилися 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 повʼязані 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

Літ.: Маслов Б. С. Комплексная мелиорация: становление и развитие. Мос­ква, 1998; Вожегова Р. А. та ін. Системи землеробства на зрошуваних землях України. К., 2014; Балюк С. А., Ромащенко М. І., Трускавецький Р. С. Меліо­рація ґрунтів (систематика, пер­спективи, ін­новації). Хн., 2015.

М. І. Ромащенко, А. П. Шатковський

Завантажити статтю