Відділ механізації

Мікрозрошування — термін, що об’єднує способи поливу, при яких здійснюється локальна подача води в зону найінтенсивнішого розвитку кореневої системи рослин. Мікрозрошування передбачає такі способи зволоження ґрунту:
– краплинне зрошування з наземним і підземним розміщенням поливних трубопроводів,
– краплинно-ін’єкційне,
– краплинно-імпульсне,
– мікродощування,
– мікроструменеве і дрібнодисперсне (аерозольне) дощування.
На сьогодні в світі налічується близько 3 млн га земель, зрошуваних за допомогою локальних способів поливу. Найбільше розповсюдження способи мікрозрошування отримали у США, Ізраїлі, Австралії, Італії, Іспанії, Франції, Австрії, Німеччині, Великобританії, Україні, Єгипті, Мексиці, Бразилії, Новій Зеландії та інших країнах.
В Україні дослідження впливу краплинного зрошування на систему «рослина — ґрунт — навколишнє середовище» були розпочаті в кінці 60-х — на початку 70-х років XX сторіччя Українським науково-дослідним інститутом зрошуваного садівництва (нині — Інститут зрошуваного садівництва ім. М. Ф. Сидоренка НААН), Українським науково-дослідним інститутом гідротехніки і меліорації (нині — Інститут гідротехніки і меліорації НААН) і Інститутом «Укргипроводхоз» (нині — ВАТ «Укрводпроект»).
Вітчизняні вчені чітко визначили переваги краплинного зрошування овочевих культур перед традиційними способами зрошування, розроблені наукові основи проектування та експлуатації систем краплинного зрошування. Стаціонарні польові дослідження були проведені на культурах огірка, томата, білоголової капусти, моркви і кукурудзи цукрової.
З 1997 року в Україні розпочався новий етап застосування технологій краплинного зрошування в овочівництві відкритого ґрунту: компанією ЗАТ СП «Саус Фуд, Інк.» (нині — ЗАТ «Чумак») у Каховському районі Херсонської області було реалізовано пілотний проект промислового застосування краплинного зрошування при вирощуванні овочевих культур. Першим зарубіжним постачальником систем краплинного зрошування для поливу овочів на українському ринку стала американська компанія T-SYSTEMS INTERNATIONAL INC., що запропонувала систему на базі плівкових трубопроводів із інтегрованими крапельницями типу Т-ТАРЕ TSX. З 2001 року відбувається значне розширення ринку систем краплинного зрошування: збільшується кількість компаній, що працюють у цій сфері, зростають обсяги і розширюється географія застосування краплинного зрошування овочів. Виникнення на ринку здорової конкуренції, початок власного виробництва необхідного устаткування, визнання технологій краплинного зрошування на державному рівні, налагодження кредитної політики комерційними банками сприяло збільшенню в 2004 році обсягів впровадження краплинного зрошування вдвічі і зниженню вартості 1 га в 1,2—1,5 раза. Сьогодні в Україні на ринку краплинного зрошування працює понад 30 компаній і організацій. Основними з них є: A.I.K. Ltd. (ТОВ «АКВАВІТА»), ЧАПК «Терра ЛТД», компанія «Нетафім», ТОВ «Уніфермаг», Інститут гідротехніки і меліорації НААН, ЗАТ «Агріматко-Україна», НПП «Іригаційні системи», ПП «Полив», ПП «Джерело ІГіМ НААН», ТОВ «Техносервіс», ВАТА «Сизакор», ПП «Біолог», «АМІ», НПК «Зростання», ГП «Кримпласт», ТОВ «УАТ», ТОВ «Украгротехнології» тощо.
Стрімко зростають і площі овочевих культур, які поливаються за допомогою систем краплинного зрошування. Якщо в 2000 році їх налічувалося 3 тис. га, то в 2004-му їх вже близько 12—15, в 2005-му — 18—21, 2006-му — 23—26, в 2008-му — 27—29 тис. га.
На сьогодні в Україні, за різними даними, овочі «на краплі» вирощують на площі від 33 до 36 тис. га. При цьому це тільки 30—40% від потенційної необхідності.
Відомо, що найбільші площі краплинного зрошування овочів (понад 50%) розміщені в Херсонській і Одеській областях. Широко застосовується краплинне зрошування овочів у Миколаївській, Дніпропетровській, Запорізькій, Донецькій областях, АР Крим.
Останніми роками (2006—2008 р.) тенденція збільшення площ овочевих культур під краплинним зрошуванням простежується в центральному, західному і північному регіонах України, головним чином у Закарпатській, Київській, Черкаській, Вінницькій, Полтавській і Кіровоградській областях. Значному розширенню і популяризації краплинного зрошування овочевих культур сприяла діяльність Проекту аграрного маркетингу. Під його егідою в 2004—2006 роках були закладені демонстраційні поля в 6 областях України.
Умови, що склалися в Україні за останні 5—7 років для розвитку краплинного зрошування, дозволяють прогнозувати, що динаміка збільшення площ овочевих культур, які поливаються різними способами мікрозрошування, збережеться і в майбутньому.
Можливий і більш сміливий прогноз: через 15—20 років через значний дефіцит водних ресурсів, мікрозрошування — практично безальтернативний спосіб поливу всіх просапних і багаторічних культур — завдяки значній економії води, енергії і, що не менш важливо, екологічній безпеці істотно потіснить традиційні способи поливу.

Ґрунт — рослина — довкілля
За умови комплексного використання системи краплинного зрошування (СКЗ) знижується питоме технологічне навантаження на ґрунт: загальна кількість проходів сільгосптехніки для внесення добрив, засобів захисту рослин при використанні СКЗ зменшилась удвічі в порівнянні з технологіями вирощування на дощуванні.
На землях Кам’янсько-Дніпровської дослідної станції (КДДС) в 2008 році проводили дослідження, метою яких було визначення впливу краплинного зрошування на вміст у ґрунті елементів живлення, гумусу, нітратів і щільності будови ґрунту після 7 років його використання в овочевій сівозміні і встановлення динаміки перелічених вище показників протягом вегетаційного періоду при вирощуванні томату.
За результатами цих досліджень встановлено, що застосування краплинного зрошування в овочевій сівозміні протягом 7 років не призводить до вимивання гумусу з ґрунту і накопичення нітратів у нижніх його шарах. Останнє вказує на не промивний водний режим і правильність розрахунків величин норм поливу. На поживний режим ґрунту більший вплив чинить система добрив, зокрема фертигація, а не саме зрошування в цілому. Краплинне зрошування практично не впливає на щільність будови ґрунту.
Для умов Лівобережного Лісостепу України виконано ґрунтово-екологічне обґрунтовування вирощування овочевих культур на краплинному зрошуванні. У дослідженнях, проведених в Інституті овочівництва і баштанництва НААН в 2004—2009 роках, було встановлено, що застосування краплинного зрошування є істотним чинником підвищення врожайності овочевих культур із одночасною підтримкою основних ґрунтових показників на екологічно безпечному рівні, а дотримання відповідних рекомендацій щодо технологій краплинного зрошування і якості поливної води сприяє поліпшенню ґрунтово-агромеліоративного стану зрошуваних земель.
Актуальним залишається питання вмісту нітратів у продуктивних органах овочевих рослин. Цей показник значною мірою залежить від системи добрив, а саме: від дози, форм і режиму внесення азотних добрив. Застосування фертигації на СКЗ дозволяє технологічно вводити добрива з поливною водою диференційовано, невеликими дозами, що допомагає отримати на виході якісну продукцію, яка за вмістом нітратів класифікується як дієтична.
Всі аспекти застосування СКЗ умовно розділені на дві складові: технологічну і технічну.
Технологічна складова є складнішою системою і передбачає реалізацію режиму краплинного зрошування (сукупності термінів, норм і кількості поливів) у поєднанні з режимом внесення мінеральних добрив, засобів захисту рослин і хімреагентів.
В ідеалі вибраний і реалізований режим краплинного зрошування повинен чітко і вчасно забезпечувати овочеві рослини необхідною кількістю вологи. Іншими словами, криві водоспоживання і водоподачі повинні максимально зближуватися. Проте досягти такого результату на практиці вкрай важко.
В ІГіМ за останні 5 років проведено чимало досліджень для вивчення процесів водоспоживання овочевих культур. Зокрема, встановлено залежність «водоспоживання — врожайність», коефіцієнти водоспоживання і транспірування, структуру і динаміку сумарного водоспоживання овочевих культур (томата, моркви, цибулі ріпчастої, кукурудзи цукрової, картоплі весняної і літньої посадок).
Показовими у цьому відношенні є дослідження процесів водоспоживання томата розсадного, які проводились на землях Брилівської дослідної станції ІГіМ НААН спільно з холдингом Agrofusion. Результати цих досліджень свідчать про те, що оптимізація самого лише водного чинника дозволяє додатково отримати до 36 т/га плодів томату. А оптимізація трьох чинників — водного і живильного режимів, а також схеми розміщення рослин — дозволила в дослідах досягти стабільної врожайності томату на рівні 153—159 т/га при комбайновому збиранні.
Подібні досліди свідчать про істотну роль наукових досліджень у вирішенні питання інтенсифікації овочівництва.
Актуальним є питання освоєння найефективніших сівозмін в умовах краплинного зрошування. Ці сівозміни, з одного боку, повинні вирішувати завдання збереження і поліпшення родючості ґрунту, а з іншого — забезпечувати добрий економічний результат.
Технічна складова. Ринок технічних засобів краплинного зрошування в Україні достатньо наповнений, навіть перенасичений. Із вибором того чи іншого елемента СКЗ (система краплинного зрошування) часто буває важко визначитися навіть фахівцю, не кажучи про сільгоспвиробників.
Підбір кожного елемента СКЗ має свої особливості.
Фахівці ІГіМ розробили алгоритм, що дозволяє залежно від джерела зрошування та якості води в ньому вибирати оптимальне співвідношення і типорозміри піщано-гравієвих дискових або сітчастих фільтрів, а також правильно визначити технологічну схему і технологічні засоби очищення води.
Мікрозрошування як основний чинник мінімізації ризиків в овочівництві відкритого ґрунту
Безперечним є той факт, що сільськогосподарське виробництво, зокрема й овочівництво, відрізняються високим ступенем різного роду ризиків. Ризики виробників овочевої продукції умовно можна розділити на три групи:
— природні: метеорологічні, фітосанітарні (ушкодження рослин хворобами, шкідниками, бур’янами), екологічні (забруднення навколишнього природного середовища, багаторічні зміни клімату в цілому);
— ринкові: коливання експортних і імпортних цін, обмінних курсів валют;
— регуляторні: зміни державної політики у галузі (запровадження мит і зборів, обмеження, зумовлені вимогами до безпеки продуктів харчування, вимогами охорони довкілля).
До природних метеорологічних ризиків відносять як одиничні погодні катаклізми (град, повінь, шторм, заморозки), так і тривалу дію комплексу параметрів (наприклад, поєднання високих температур на фоні відсутності опадів призводить до ґрунтово-повітряної засухи).
У цілому в арсеналі виробників овочевої продукції є достатньо інструментів для прогнозування й управління природними ризиками.
Оскільки овочеві рослини відрізняються від інших сільгоспкультур високою вимогливістю до вологи, на сьогодні основним інструментом мінімізації природних ризиків в овочівництві відкритого ґрунту є застосування для поливу систем краплинного зрошування (СКЗ), а також комбінованих СКЗ і мікродощування чи дрібнодисперсного зрошування.

Таблиця 1. Економічні показники технології вирощування томата розсадного і цибулі ріпчастої за краплинного зрошування (врожайність — 90 т/га) 

*Більшість (80—90%) комплектуючих системи краплинного зрошування має термін амортизації 8—15 років.

Багаторічні метеорологічні спостереження в зоні нестійкого і недостатнього зволоження (а це 70% території країни: зона Лісостепу і Степу) свідчать про те, що ймовірність несприятливого режиму випадання опадів протягом вегетаційного періоду овочевих культур становить практично 100%. Отже, ризик недобору врожаю овочевих культур із незрошуваної ділянки в цих природно-кліматичних зонах також наближається до 100%. Сучасні системи зрошування технічно і технологічно здатні підтримувати оптимальний для рослин режим вологості і мінерального живлення, тим самим практично повністю нівелюючи несприятливий вплив погодних чинників.
Показовими в цьому відношенні є досліди Інституту водних проблем і меліорації НААН на культурах моркви (Кам’янсько-Дніпровська дослідна станція, Запорізька обл., 2004—2006 р.) і томата розсадного (Брилівська дослідна станція, Херсонська обл., 2009—2011 р.). Результати досліджень переконують, що досить значні коливання кількості, а також режиму надходження ефективних опадів не впливають на процес формування врожайності моркви і томата розсадного.
Дані цих і багатьох інших досліджень підтверджують, що в незрошуваних умовах величина врожайності всіх овочевих культур в Центральному і Південному регіонах України прямо залежить від кількості вологозапасів у ґрунті, тобто від надходження ефективних опадів. Іншими словами: в зонах Степу і Лісостепу саме водний чинник знаходиться в мінімумі і лімітує врожайність овочевих культур.
Отже, застосування краплинного зрошування для овочевих культур не порушує екологічної рівноваги навколишнього середовища, а навпаки — є більш доцільним способом зрошування, ніж дощування і поверхневі способи поливу.
Економічні аспекти застосування краплинного зрошування в овочівництві відкритого ґрунту
Відомо, що овочівництво відкритого ґрунту — одна з найбільш рентабельних і одночасно затратних галузей сільського господарства. Мінімізувати витрати можна завдяки впровадженню інтенсивних технологій, що включають:
• комплексну механізацію виробничих процесів, таких як краплинне зрошування, фертигація, посів насіння (з використанням сівалок точного висіву), посадка розсади, комбайнове збирання врожаю тощо;
• застосування інтегрованої системи захисту рослин від шкідників, хвороб і бур’янів;
• використання високоврожайних і придатних для механізованого збирання гібридів і сортів;
• здійснення комплексу агрозаходів, направлених на формування заданого рівня врожайності.
З одного боку, впровадження сучасних технологій значно підвищило початкові капіталовкладення в овочівництво відкритого ґрунту (до 5—10 тис. у.о./га, залежно від культури і умов вирощування), а з іншого — дало можливість різко підвищити врожайність овочевих культур до рівня 80—130 т/га і одночасно мінімізувати собівартість продукції. При цьому рівень рентабельності виробництва коливається від 40 до 300%, що є дуже високим показником (табл. 1).
Вибір овочевих культур для розрахунку основних економічних показників у таблиці 1 не випадковий: тут керувалися тим, що саме томат і цибуля є як найпопулярнішими, так і найприбутковішими культурами на краплинному зрошуванні. У зв’язку з цим варто відзначити, що «компанію» найрентабельніших овочів на краплинному зрошуванні утворюють часник, перець, баклажан, картопля рання, огірок, капуста пекінська. Свого роду «страхувальними культурами» на краплинному зрошуванні в Україні прийнято вважати овочі борщового набору: моркву, буряк столовий, капусту білоголову.

У таблиці 2 наведено дані про мінімальний, середній і максимальний чистий прибуток, який можна отримати, досягнувши відносно високих рівнів врожайності.

Таблиця 2. Потенційно можлива величина чистого прибутку за умови отримання високих рівнів врожайності овочевих культур і картоплі при краплинному зрошуванні (врожайність — 90 т/га) 

* Чистий прибуток розраховано для варіанта реалізації овочевої продукції з поля.

На величину чистого прибутку і рентабельність виробництва в цілому однаково впливає як рівень врожайності, так і цінова ситуація на ринку, що сформувалася певного маркетингового року. Тут часто можемо спостерігати таку ситуацію, коли при одних і тих самих затратах у сприятливому за погодних умов році ми одержуємо врожайність, наприклад, цибулі — 90—100 т/га, але закупівельні ціни не набагато вищі за собівартість. У результаті чистий прибуток — на мінімальному рівні.

Проблеми мікрозрошування в Україні
1. Необхідність високих початкових вкладень: $1700—4000 на 1 га на овочевих культурах і 700—2000 — на просапних.
2. Низька якість поливної води, лише 10% об’ємів належить до 1-го класу якості, тобто не вимагає додаткової підготовки, тоді як до 2-го класу належить 60—70%, а решта води взагалі майже не придатна для поливу.
3. Значна кількість низькоякісної краплинної стрічки і трубки на українському ринку.
4. Сертифікація систем мікрозрошування, яка слугувала б для їх покупців підтвердженням відповідності дійсних і задекларованих продавцем характеристик продукції.
5. Ефективність мікрозрошування знижується також через недостатню кваліфікацію персоналу: наприклад, ніхто не готує фахівців саме для мікрозрошування.
6. Забезпечення синхронізації роботи системи поливу з водоспоживанням рослин і екологічні загрози, пов’язані з перевищенням доз СЗР (систем захисту рослин) при їх подачі через системи мікрозрошування.
7. Відпрацювання режимів поливу і фертигації з огляду на нові технічні можливості, що дозволяють проводити постійний моніторинг вологості ґрунту і часте (хоч щоденне) внесення добрив.
8. Утилізація краплинної трубки, об’єм використання якої досяг 2—3 тис. т на рік.
9. Відсутність офіційного статусу зрошуваних земель і площ на краплинному поливі, що не дозволяє одержати бюджетну компенсацію витрат на електроенергію при поливі.
10. Ширше впровадження мікрозрошування.
Подальшими перспективами розвитку мікрозрошування стане розповсюдження цього способу поливу в центрі і на заході країни, а також на просапних культурах.

У жодному разі не слід розглядати краплинне зрошування як панацею і гарантію отримання високих урожаїв. Це, безумовно, один з наймогутніших стабілізаційних чинників, але технологічний процес у цілому тримається, образно кажучи, на п’яти китах: це — потенціал насіння, зрошування, добрива, захист рослин і механізація, що практично повністю виключає ручну працю. Об’єднання цих головних елементів технології, при суровому дотриманні норм внесення і термінів проведення всіх операцій, уже може розглядатися як основа отримання високих і стабільних урожаїв овочевих культур.