На початок поливного періоду 2018 року площа зрошуваних земель в Миколаївській області становить 190 тис. 321,8 га, у т.ч. сільськогосподарських угідь – 189 тис. 784,53 га (23 зрошувальні державні системи та ділянки «малого» зрошення в 19 районах). В 2017 році по Миколаївській області проведення поливів сільськогосподарських культур здійснювалось на загальній площі 29 тис. 970,5 га.
Для визначення якості води джерел зрошення, з яких за планом поточного року передбачається здійснювати полив, на хімічний аналіз було відібрано 16 проб води в 16 точках спостереження. Точки відбору проб води із джерел зрошення, з яких в 2018 році планується використовувати воду для поливу, попередньо узгоджені з керівництвом управлінь водного господарства, з врахуванням їх пропозицій.
Згідно вимог «Інструкції з організації та здійснення моніторингу зрошуваних та осушуваних земель», затвердженої наказом Держводгоспу від 16 квітня 2008 року №108, проби води відбирались безпосередньо в магістральних каналах, при наявності в них зрошувальних вод, або безпосередньо з джерел зрошення переважно біля головних насосних станцій зрошувальних систем, якщо магістральні канали на момент відбору проб не заповнені водою. Проби води відбирались 28 – 29 березня 2018 року.
Хімічний аналіз відібраних проб води здійснювався в лабораторії Південно-Бузького басейнового управління водних ресурсів.
Визначення якості води проводилось за національним стандартом України ДСТУ 2730 : 2015 «Якість природної води для зрошення. Агрономічні критерії», який розроблений на заміну ДСТУ 2730-94 та введений в дію з 01.07.2016 року. До агрономічних критеріїв оцінювання якості природної води належать:
- збереження і підвищення родючості ґрунтів, зокрема попередження процесів засолення, осолонцювання, злитизації і порушення біологічного режиму ґрунтів;
- забезпечення планової врожайності сільськогосподарських культур, зокрема продуктивності та інтенсивного розвитку;
- забезпечення необхідної якості сільськогосподарської продукції, зокрема повноцінності та доброякісності.
Згідно ДСТУ 2730 : 2015 «Якість природної води для зрошення. Агрономічні критерії» під час оцінювання якості зрошувальної води виділяють три класи її придатності:
- І клас – «Придатна»;
- ІІ клас – «Обмежено придатна»;
- ІІІ клас – «Непридатна».
Зрошувальна вода І класу – придатна для зрошення без обмежень.
Зрошувальну воду ІІ класу – використовують за умови обов`язкового застосування комплексу заходів щодо запобігання деградації ґрунтів або поліпшення води до показників І класу.
Зрошувальна вода ІІІ класу – вода, показники якої виходять за межі значень, що встановлені для зрошувальних вод ІІ класу – непридатна для зрошення без попереднього поліпшення її складу.
Основними джерелами зрошення в Миколаївській області є ріки Інгулець та Дніпро, Південний Буг, Інгул, а також водосховища: Явкінське, Катеринівське, Щербанівське, Нечаянське, Таборівське та інші, ставки – накопичувачі поверхневого стоку на малих річках і балках.
На момент відбору ГНС Інгулецької та Явкінської зрошувальних систем ще не працювали, тому проба води відібрана в р. Інгулець біля ГНС.
В р. Інгулець (площа зрошення в 2017 році склала 14 тис. 655,5 га) хімічний склад хлоридно-сульфатний з перевагою сульфатів, магнієво-натрієвий зі значною перевагою натрію з загальною мінералізацією 2,767 г/дм3, водневий показник рН = 6,98. Вміст сульфатів складає 22,46 мг-екв/дм3 (1078,06 мг/дм3). Вміст хлоридів складає 17,20 мг-екв/дм3 (609,74 мг/дм3). Високі показники мінералізації та вмісту хлоридів пояснюються тим, що на момент відбору проби поливної води, поливний сезон ще не розпочався і подача дніпровської води в верхоріччі Інгульця для розбавлення інгулецької води до безпечних для поливу меж ще не здійснювалась.
Співвідношення частин дніпровської води, яка подається на протязі поливного періоду в верхоріччі Інгульця для розбавлення інгулецької води, та власне інгулецької води, яка поступає до створу головних насосних станцій робить склад води мінливим, залежним від співвідношення складових частин. В зв`язку з цим в УК ІЗС ведеться оперативний щоденний контроль за хімічним складом (зокрема за вмістом хлоридів) поданої на зрошення води.
За багаторічними даними, вміст токсичних солей в змішаних водах Інгулецького магістрального каналу, в середньому за поливний період становить близько 10 – 12 мг-екв/дм3, з відхиленням до 2 – 3 мг-екв/дм3 як в один, так і в інший бік, тобто склад визначається величиною об`єму поданої дніпровської води в верхоріччі Інгульця для розбавлення інгулецької води до безпечних для поливу меж. Головним забруднюючим фактором є скид шахтних зворотних вод в верхоріччі Інгульця з Кривбасу.
Води р. Південний Буг (площа зрошення в 2017 році склала 4,781 тис. га) хлоридно-сульфатно-гідрокарбонатні та хлоридно-гідрокарбонатно-сульфатні, натрієво-магнієво-кальцієві та натрієво-кальцієво-магнієві з перевагою кальцію та магнію в катіонному складі. Загальна мінералізація складає від 0,835 г/дм3 (біля м. Нова Одеса Новоодеська ЗС), до 0,998 г/дм3 (біля с. Ковалівка Південнобузька ЗС, с-ми «малого» зрошення) та 1,023 г/дм3 (біля с. Себино Кандибинська ЗС, с-ми «малого» зрошення). Водневий показник рН = 8,18 – 8,33. За результатами спостережень минулих років хімічний склад та загальна мінералізація вод р. Південний Буг при цьому доволі стабільні.
В р. Інгул (площа зрошення в 2017 році склала 3,078 тис. га) води хлоридно-гідрокарбонатно-сульфатні зі значною перевагою сульфатів в аніонному складі (більше 50 %), кальцієво-магнієво-натрієві із загальною мінералізацією 1,871 г/дм3 (біля с. Костянтинівка Інгульська ЗС, с-ми «малого» зрошення) та 1,956 г/дм3 (біля с. Костичі Костичівська ЗС). Водневий показник рН = 7,93– 8,03. За результатами спостережень минулих років хімічний склад та загальна мінералізація вод р. Інгул доволі стабільні.
В порівнянні з відповідними періодами минулих років відбуваються незначні зміни як в бік покращення так і в бік незначного погіршення окремих показників якості поливної води. В періоди паводків мінералізація зменшується за рахунок притоку маломінералізованих талих або атмосферних вод, а в посушливі періоди – підвищується за рахунок випаровування з водної поверхні джерела зрошення, і як наслідок, підвищення концентрації солей в водному розчині. Хімічний склад при цьому змінюється несуттєво.
В водосховищах (площа зрошення в 2017 році склала 7,456 тис. га) загальна мінералізація становить від 1,236 г/дм3 (Катеринівське водосховище) до 4,210 г/дм3 (Щербанівське водосховище), а іноді до 6,719 г/дм3 (Кам`янське водосховище). Показник рН в водосховищах становить від 7,92 (Любинське в-ще) до 8,47 (Нечаянське в-ще). В порівнянні з відповідним періодом минулого року відбулися незначні зміни в бік покращення показників якості поливної води. В періоди паводків мінералізація зменшується за рахунок притоку маломінералізованих талих або атмосферних вод, а в посушливі періоди – підвищується за рахунок випаровування з водної поверхні джерела зрошення, і як наслідок, підвищення концентрації солей в водному розчині. Хімічний склад при цьому змінюється несуттєво.
За критеріями оцінки якості поливних вод, що регламентуються національним стандартом України ДСТУ 2730 : 2015 «Якість природної води для зрошення. Агрономічні критерії», на початок поливного періоду 2018 року в джерелах зрошення Миколаївської області поливна вода відноситься як до ІІ класу – обмежено придатна за небезпекою вторинного засолення та осолонцювання ґрунту, небезпекою підлуження ґрунтів, негативного впливу на рослини за поливів дощуванням, так і до ІІІ класу – непридатна для зрошення без попереднього поліпшення її складу.
На основі результатів хімічного аналізу було проведено визначення якості води, яке проводилось за ДСТУ 2730 : 2015 «Якість природної води для зрошення. Агрономічні критерії».
Оцінка якості природних вод для зрошення показала наступне:
- за небезпекою вторинного засолення ґрунтів, оцінка води проведена з урахуванням загальної концентрації токсичних іонів, відображених в еквівалентах хлору. Вода більшості джерел зрошення віднесена до І класу (концентрація токсичних іонів для важкосуглинкових ґрунтів, які переважають на зрошуваних землях Миколаївської області, менше 14 мг-екв/дм3) і оцінюється як придатна без обмежень.
Впродовж р. Південий Буг, поливні води віднесені до І класу, тобто придатні без обмежень Вміст токсичних солей складає від 3,50 до 4,22 мг-екв/дм3, що не перевищує верхній поріг (менше ніж 14 мг-екв/дм3) для води І класу. Впродовж р. Інгул, поливні води віднесені до І класу, тобто придатні без обмежень Вміст токсичних солей складає від 9,73 до 10,34 мг-екв/дм3, що не перевищує верхній поріг (менше ніж 14 мг-екв/дм3) для води І класу. В водах Любинського в-ща (вміст токсичних солей 10,46 мг-екв/дм3), Явкінського в-ща (12,91 мг-екв/дм3), Катеринівського в-ща (7,34 мг-екв/дм3), Таборівського в-ща (13,29 мг-екв/дм3) вміст токсичних солей також не перевищує верхній поріг для води І класу. Води Бармашовського ставка (вміст токсичних солей 15,01 мг-екв/дм3) та Нечаянського в-ща (вміст токсичних солей 14,78 мг-екв/дм3) за небезпекою вторинного засолення ґрунтів віднесені до ІІ класу, тобто обмежено придатні.
Високий вміст токсичних іонів відмічається до початку поливного періоду в водах р. Інгулець і складає 21,21 мг-екв/дм3 (інтервал концентрації токсичних іонів для води ІІ класу для важкосуглинкових ґрунтів від 14 до 24 мг-екв/дм3). За небезпекою вторинного засолення ґрунтів води р. Інгулець віднесені до ІІ класу, тобто обмежено придатні. Дуже високий вміст токсичних іонів відмічається в водах Кам`янського водосховища і складає – 51,27 мг-екв/дм3, що в 2 рази перевищує верхній поріг інтервалу концентрації токсичних іонів за критеріями якості для важкосуглинкових ґрунтів (від 14 до 24 мг-екв/дм3) для води ІІ класу. Високий вміст токсичних іонів (24,57 мг-екв/дм3) відмічається в водах Щербанівського водосховища. Води вищезазначених водосховищ за небезпекою вторинного засолення ґрунтів віднесені до непридатних для зрошення без попереднього поліпшення їх складу (ІІІ клас якості). Це свідчить про те, що зрошення такими водами буде завжди приводити до вторинного засолення ґрунтів і зниження врожаю сільськогосподарських культур на 10-25%. При близькому заляганні ґрунтових вод менше допустимих значень (в середньому 2 метра) і відсутності дренажу, зрошення водою з вмістом понад 24 мг-екв/дм3 токсичних солей взагалі недопустимо, тому що це приводить до швидкого засолення та деградації ґрунтів.
- за небезпекою підлуження грунту, оцінка води проведена на основі комплексної оцінки показників рН, токсичної лужності (НСО3-Са2+) і лужності від нормальних карбонатів (СО32-).
Вода більшості джерел зрошення Миколаївської області за небезпекою підлуження ґрунту віднесена до ІІ класу (обмежено придатна) в зв`язку з високим показником рН, від 8,03 в р. Інгул біля с. Костичі (Костичівська ЗС) до 8,47 в Нечаянському в-щі біля с. Нечаяне (Кам`янська ЗС, Петровська ЗС), а також до І класу – придатна без обмежень.
В р. Південний Буг зрошувальна вода (станом на 01.04.18 р.) за небезпекою підлуження грунту оцінюється як обмежено придатна для зрошення (ІІ клас) показники якої, відносно рН, виходять за межі критеріїв для води І класу (менше 8,0) і фактично складають від 8,18 до 8,33 одиниць.
В Любинському та Явкінському водосховищах, в р. Інгулець та в р. Інгул біля с. Костянтинівка (Інгульська ЗС, с-ми «малого» зрошення), зрошувальна вода за небезпекою підлуження ґрунту оцінюється як придатна для зрошення без обмежень (І клас).
- за небезпекою токсичного впливу на рослини за поливів дощуванням якість води оцінюється на основі комплексної оцінки показників рН, лужності від нормальних карбонатів (СО32-), вмісту хлору (Сl-) з врахуванням вмісту в зрошувальній воді токсичних іонів в еквівалентах хлору(е Сl-).
По вмісту лужності від нормальних карбонатів (СО32-), вмісту хлору (Сl-), показнику рН поливна вода більшості джерел зрошення віднесена до ІІ класу і оцінюється як обмежено придатна. Вода більшості джерел зрошення має високий вміст іонів хлору за виключенням води ріки Південний Буг де вміст хлоридів не перевищує 1,72 мг-екв/дм3.
Води р. Південний Буг віднесені до ІІ класу і оцінюються як обмежено придатні по показнику рН, який перевищує верхній поріг інтервалу для води І класу (від 6,5 до 7,5 одиниць) і становить від 8,18 до 8,33 одиниць.
В р. Інгулець, Кам`янському та Щербанівському водосховищах якість води, за рахунок високого вмісту іонів хлору, знаходиться за межами значень для ІІ класу (вміст Сl- для води ІІ класу від 3 до 15 мг-екв/дм3) і оцінюється як непридатна для зрошення без попереднього поліпшення її складу (ІІІ клас якості). Вміст хлору в воді р. Інгулець складає 17,20 мг-екв/дм3 (609,74 мг/дм3), що в 1,15 рази перевищує верхній поріг інтервалу для води ІІ класу. Порівняно незначне перевищення критеріїв вмісту хлоридів для води ІІ класу відмічається в водах Щербанівського водосховища (17,60 мг-екв/дм3).
Значне перевищення концентрації іонів хлору за критеріями якості для води ІІ класу на протязі багатьох років відмічається в водах Кам`янського водосховища та на початку поливного періоду 2018 року складає 42,40 мг-екв/дм3. В водах Кам`янського водосховища вміст хлоридів складає 1503,08 мг/дм3 що, згідно ВБН 33-5.5-01-97 «Організація і ведення еколого-меліоративного моніторингу. Частина 1 – зрошувані землі» (додаток 2 таблиця 1. «Критерії оцінки показників забруднення грунтових, підземних, дренажно-скидних і зрошувальних вод»), у 2,51 рази, перевищує верхній поріг умовного забруднення хлоридами (допустимі значення забруднення води хлоридами при зрошенні 250 – 600 мг/дм3). Порівняно незначне хлоридне забруднення (умовне) відмічається в водах р. Інгулець (вміст хлоридів у воді складає – 609,74 мг/дм3) та у водах Щербанівського водосховища (вміст хлоридів у воді складає – 623,92 мг/дм3).
Все вищезазначене свідчить про те, що застосування таких вод для зрошення може негативно вплинути на сільськогосподарські рослини, особливо при поливі дощуванням у спекотний денний час. Потрібна попередня нейтралізація лужності і розведення води до безпечних (за вмістом хлорид-іонів) меж.
- за небезпекою осолонцювання грунтів, якість води оцінювалася на підставі співвідношення суми катіонів натрію і калію до суми всіх катіонів з урахуванням буферності і гранулометричного складу ґрунтів та врахуванням співвідношення в зрошувальній воді катіонів магнію до катіонів кальцію. При цьому враховується клас води за небезпекою підлуження ґрунтів.
Станом на 01.04.18 р. поливна вода більшості джерел зрошення Миколаївської області за небезпекою осолонцювання ґрунтів оцінюється як обмежено придатна для зрошення (ІІ клас якості). В р. Південний Буг зрошувальна вода віднесена до І класу, тобто придатна для зрошення без обмежень.
Тривалі спостереження свідчать про те, що на зрошуваних землях, які інтенсивно поливаються, розвиваються процеси осолонцювання ґрунтів, що веде до негативних наслідків – деградації ґрунтової структури, злитизації, зниження водопроникності, втрати гумусу і т.д. Для покращення меліоративного стану солонцюватих земель необхідно проводити комплекс меліоративних заходів основним з яких є – гіпсування ґрунтів.
Розподіл зрошуваних площ по якості поливної води показав, що поливна вода джерел зрошення Миколаївської області віднесена як до ІІ класу – обмежено придатна, так і до такої, показники якості якої виходять за межі значень, що встановлені для зрошувальних вод ІІ класу – непридатна для зрошення без попереднього поліпшення її складу – ІІІ клас якості.
Розподіл зрошуваних площ (29970,5 га) за якістю поливної води виглядає наступним чином:
- Вода ІІ класу – обмежено придатна всього – 15315 га (51,10 %), в т.ч.:
- за небезпекою вторинного засолення ґрунтів – немає;
- за небезпекою підлуження ґрунтів – 4781 га;
- за небезпекою токсичного впливу на рослини за поливів дощуванням – 8429 га;
- за небезпекою осолонцювання ґрунтів – 2105 га.
- Вода ІІІ класу непридатна для зрошення без попереднього поліпшення її складу всього – 14655,5 га (48,90 %), в т.ч.:
- за небезпекою вторинного засолення ґрунтів – немає;
- за небезпекою підлуження ґрунтів – немає;
- за небезпекою токсичного впливу на рослини за поливів дощуванням – 14655,5 га;
- за небезпекою осолонцювання ґрунтів – немає.
По Катеринівському, Кам`янському, Щербанівському водосховищах та р. Інгул біля с. Костичі (Костичівська ЗС) розподіл зрошуваних площ не наводиться тому що водозабору з вказаних джерел зрошення в поливний період 2017 року не було. Дані по цим пунктам відбору зрошувальних вод наведені для відома.
При цьому необхідно відмітити, що для більшості джерел зрошення характерна негативна оцінка поливної води по більшості показників (ІІ клас – обмежено придатна) і розподіл по переважній ознаці – досить умовний.
Таким чином, проведена оцінка якості зрошувальної води згідно національного стандарту України ДСТУ 2730 : 2015 «Якість природної води для зрошення. Агрономічні критерії» свідчить про те, що вода в джерелах зрошення Миколаївської області по більшості показників обмежено придатна (ІІ клас) за небезпекою іригаційного засолення та підлуження ґрунтів та внаслідок можливого токсичного впливу на рослини за поливів дощуванням через високий показник рН, високий вміст іонів хлору, високий вміст токсичних іонів в еквівалентах хлору, а в деяких випадках – непридатна для зрошення без попереднього поліпшення її складу (ІІІ клас якості). Вода обмежено придатна внаслідок високого вмісту Nа+ + К+ (більше 45 % від суми основ), що викликає осолонцювання ґрунтів і погіршення їх властивостей.
Усе вищезазначене вимагає більш уважного ставлення до використання води природних джерел зрошення для поливу сільськогосподарських культур, організації постійного контролю за показниками якості поливної води, проведення комплексу робіт по покращенню якості поливних вод та запобігання погіршення родючості ґрунтів.
Розрахунки по промивці р. Інгулець та доведенню показників якості поливної води в р. Інгулець на рівні ГНС ІЗС повинні базуватися на співвідношенні іонів хлору в підвідному каналі Дніпро-Кривий Ріг та р. Інгулець, тому що цей іон інертний, не вступає ні в які реакції. Відповідні обсяги води Дніпра повинні бути розраховані таким чином, щоб на рівні ГНС ІЗС змішані води Дніпра та Інгульця відповідали критеріям ДСТУ 2730 : 2015 для поливної води І класу.
На площах сільськогосподарських угідь, для поливу яких використовуються поливні води ІІ класу (по небезпеці вторинного засолення та осолонцювання ґрунтів) необхідно застосовувати комплекс меліоративних, організаційних заходів та робіт із збереження та покращення родючості ґрунтів, основні з яких наступні:
- впровадження в сівозміни посівів багаторічних трав (до 40%), насамперед люцерни, які покращують структурність, водно-фізичні властивості, сприяють накопиченню гумусу в ґрунтах;
- внесення в ґрунти органічних добрива (від 40 до 80 т/га), проведення сидерації (заорювання зеленої маси);
- застосовування раціональної техніки та технології поливу сільськогосподарських культур;
- забезпечення дотримання технологій вирощування сільськогосподарських культур, додержування науковообгрунтованого водокористування з урахуванням глибин залягання та мінералізації ґрунтових вод;
- хімічна меліорація (гіпсування) сільськогосподарських угідь, на яких розвиваються процеси вторинного засолення та осолонцювання ґрунтів.
Відповідно до ВНД 33-5,5-0,2-97 «Якість природної води для зрошення. Екологічні критерії» в відібраних пробах поливних вод визначався вміст різних форм азоту (NO2, NO3, NH4) та фосфатів (РО4), вміст мікроелементів (цинк, марганець, залізо, мідь), вміст БСК5 – біологічне споживання кисню. Також визначались забруднюючі компоненти (СПАР, нафтопродукти) та важкі метали (нікель). В усіх відібраних пробах вміст загально-екологічних, еколого-гігієнічних та еколого-токсикологічних показників, визначених ВНД 33-5,5-0,2-97 «Якість природної води для зрошення. Екологічні критерії», не перевищє гранично допустимих концентрацій (ГДК). Поливні води джерел зрошення Миколаївської області по екологічним критеріям якості віднесені до І класу, тобто придатні без обмежень.