Алимаев И.И.,Смаилов К.Ш., Ни Н.П., Жданов Г.Н., Гранкин Ю. Я.

Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства

г. Тараз, Республика Казахстан

СОЗДАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ОБВОДНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПАСТБИЩНОГО ЖИВОТНОВОДСТВА

Природные пастбища - национальное богатство Казахстана, являющееся не только основным источником кормов традиционных отраслей животноводства, но и биологической средой обитания людей и животных. От состояния пастбищ зависят не только экономические успехи, но и социально-экологическое, жизненное благополучие населения.

Общая площадь естественных кормовых угодий республики составляет 189,3 млн. га или 69,5% всей ее территории. При этом пастбища занимают 184,3 млн. га, сенокосы - 5,0 млн. га. В структуре территории летние пастбища составляют 51,6, весенне-летние – 77,1, зимние – 30,0 и пастбища круглогодичного использования 26,3 млн. гектаров.

Кормовые угодья по своим характеристикам и интенсивности использования отличаются большим разнообразием: 77% пастбищ находятся в условиях равнинного или долинного рельефа, из них около 25% расположены в песках; пастбища, приуроченные к крутым склонам гор и мелкосопочника, составляют 18%, низинные - 5%. Основные массивы сосредоточены в поймах и западинах (17%), часть на равнинах - 23% и в горах - 6%. В определении растительного покрова на равнинных и западинных частях Казахстана довольно четко прослеживается широтная зональность, а высокогорных - вертикальная поясность.

Продуктивность естественной растительности неустойчива, колеблется по годам от 0,03 до 0,6 т/га, кормоемкость всех массивов оценивается в 29,8 млн. сухой массы в средний по водности год. Основными источниками обводнения являются: подземные воды (грунтовые, артезианские). При организации обводнения предпочтительнее использовать подземные воды, т.к. они имеют лучшие качественные показатели.

В настоящее время хозяйствующие субъекты (в том числе и крупные) имеют пастбищные земли на одном массиве. Пастбища каждого массива имеют свой тип растительности (полынно – разнотравная на проектной территории), которая при дальних перегонах могла использоваться только в определенные сезоны года, в данном случае весной или осенью. Сейчас, при наличии земли в песках, такие пастбища собственник скота вынужден использовать в три сезона (весна – лето – осень). Вольное использование пастбищ в течение 200 – 210 дней в год без расчета нагрузки и кормоемкости приведет к очаговому, а затем и сплошному сбою угодий.

При рассмотрении пастбищного комплекса, как единой неразрывной структуры, становится понятным, что фрагментарное использование какой-либо его части влечет нарушение целостности всей структуры, т.к. из годового рациона исчезают корма, поставляемые пастбищами в определенные сезоны. Такое неполноценное и фрагментарное использование пастбищного комплекса оказывает непосредственное влияние на экологию и развитие животноводства различных регионов.

Для предотвращения деградации пастбищ и освоения новых пастбищных участков за счет восстановления источников водоснабжения на базе усовершенствованных технологий очистки и подъема воды позволит снизить нагрузку на участки, расположенные вблизи населенных пунктов, действующих колодцев и естественных водоемов. Это, в свою очередь, даст возможность увеличить кормовую базу, частично сократить процесс деградации пастбищ.

Допустимая для пастбищ нагрузка животных – величина переменная, которая зависит, в первую очередь, от урожайности пастбищ. Поэтому нагрузка должна меняться не только по годам, но и по сезонам, соразмерно производительной способности травостоя. Во всех случаях размещение скота на пастбище корректируется по следующему уравнению:

, га/голову                          (1)

где:    Н – нагрузка на 1 голову;

У – урожайность зеленого корма, кг/га;

К – количество пастбищного зеленого корма на 1 голову в сутки, кг;

Д – продолжительность периода использования пастбищ, дней.

Например, для расчета нагрузки на участке боялычево-кейреуково-полынно-эфемерового пастбища с урожайностью в осенний период 540 кг/га и продолжительности периода выпаса на этом участке 30 дней необходимо:

 га на 1 голову          (2)

Показатели пилотного участка на 1000 голов овец по результатам проведенных исследований следующие:

·        тип пастбища – полынно-эфемеровый (преимущественно) с очагами деградации;

·        выпасаемое поголовье – 1000 голов взрослых овец;

·        пастбищный период – 210-240 дней;

·        средняя урожайность пастбищ – 6,0 ц/га;

·        нагрузка на пастбище за выпасной период 240 дней – 2,4 га на 1 голову;

·        общая площадь пастбищ на 1000 голов овец – 2400 га;

·       дебит водного источника при 2-х разовом поении животных – 5,0 м3в сутки.

Рациональное размещение на территории пастбища водопойных пунктов – важная задача обводнения. Режим водопотребления и кормоемкость пастбища определяют величины расстояний между водопойными пунктами. Чем больше расстояние между водопойными пунктами, тем более очевидна необходимость применения одноразового или двухразового поения животных в сутки. Исследования проведенные КазНИИВХ показали, что наиболее экономичным является трехразовый водопой.

В среднем один водопойный пункт (шахтный колодец или скважина) обслуживает пастбищный участок площадью 4-5 тыс. га.

На рисунке 1 представлена схематически система обводнения пастбищной территории.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- водоисточник; 2 – радиальные трубопроводы; 3 – боковое ответвление;

4 – водопойные пункты; 5 – пастбища.

Рисунок 1 Система обводнения пастбищ

Проект сети таких водопойных пунктов возможно составить, исходя из конкретных условий.Чем меньше расстояние между водопойными пунктами, тем чаще могут быть водопои, тем рациональнее чабан может устанавливать режим и график выпаса. Все это в конечном итоге отражается на продуктивности животных.

Установлено, что продуктивность животных при многократном водопое повышается на 75…110% чем при пяти километровом радиусе водопоя.

Зависимость радиуса водопоя от кормоемкости пастбищ показана в ниже приведенной таблице.

Кормоемкость пастбищ и наивыгоднейший радиус водопоя

Кормоемкость пастбищ за выпасной сезон, гол/га

0,5

1,0

1,5

2,0

Наивыгоднейший радиус водопоя, км

4,2

3,1

2,7

2,5

Рациональное размещение водопойных пунктов предполагает, с одной стороны получение максимально возможного количества животноводческой продукции, а с другой – не позволяет ухудшать пастбища из-за перегрузки овец на один водопойный пункт. Чрезмерное увеличение расстояний между водопойными пунктами (или площадями выпасных участков) и большая концентрация животных возле редких водопоев отрицательно влияют на нормальное развитие корневой системы, накопление питательных веществ в почве и на процесс самообсеменения пастбищных участков.

При выборе и оценке вариантов схем обводнения пастбищ следует рассматривать их в комплексе с другими водохозяйственными мероприятиями на данной территории для правильной оценки их эффективности.

Одним из путей решения проблем может стать локальное кормопроизводство с использованием подземных вод, которое обеспечивает увеличение продуктивности естественных пастбищных угодий и позволяет значительно снизить кормовую нагрузку на окружающий фон, одновременно усиливает репродуктивные возможности естественных травостоев на пастбищах.

Обобщенная оценка возможностей обводнительных мероприятий и интенсификации кормопроизводства с применением локальных оросительных систем позволяет сделать обоснованный вывод о том, что за счет внедрения эффективной ресурсосберегающей технологии освоения пастбищных территорий, и организации производства кормов на базе использования местных подземных ресурсов, можно добиться кардинального улучшения обеспеченности сырьем животноводов в пустынных районах. А так же ликвидировать сезонный дефицит кормов, остановить процессы опустынивания и в целом повысить эффективность животноводства на территории отгонных пастбищ.

При определении экологически допустимых размеров площади участка оазисного кормопроизводства в качестве удельного показателя принимается продуктивность орошаемого гектара, которая в предлагаемой структуре посевов при удовлетворительном уровне агротехники составляет 5,0…7,0 тыс. кормовых единиц на юго-западе и 7,0…8,0 тыс. корм. ед. в южном регионе страны.

Организация территории участков локального орошаемого земледелия на базе использования подземных вод пастбищных земель во многом связывается с особенностями освоения массивов, традиционно бытующих в том или ином регионе. В этой связи в основе организации территорий должен соблюдаться принцип взаимоувязки всех сопутствующих факторов.

Один из вариантов возможной схемы пилотного участка с подключением к постоянной линии электропередач приведен на рисунке 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1 – скважина; 2 – резервуар-накопитель; 3 – напорный трубопровод; 4 – водопойные площадки; 5 – орошаемые участки; 6 – резервуары на водопойных пунктах; 7 – насосная станция II-го подъема; 8 – площадка для складирования кормов; 9 – жилой дом

 

Рисунок 2  Вариант схемы пилотного участка

Из всего многообразия существующих схем организации поля и оросительного процесса в условиях локальности в настоящее время применяются в основном комплексы поверхностного полива со скважинным водозабором. В выборе их конструкций большую роль играют условия каптажа водоносных горизонтов. Проработка обводнительных схем на базе подземных вод в контексте оазисного обустройства графически представлена на рисунке 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 3– Приоритеты обводнительной системы

 

Дебит водозаборных скважин при этом должен быть не менее 10 л/с или необходимо обустройство водозаборного узла дополнительным накопительным сооружением.

Исходя из организационно-технических и агрономических требований, а также специфики использования подземных вод для обводнения и локального орошения к схемам и конструкциям обводнительных систем предъявляются следующие требования:

·        транспортирующая и распределительная сети должны обеспечивать водоподачу с минимальными потерями ее на фильтрацию и испарение;

·        компоновка системы должна предусматривать возможность механизированного водораспределения и применение механизмов для сопутствующих в крестьянских хозяйствах обработок;

·        система водоснабжения должна предусматривать возможность применения производительной техники, прогрессивных технологий водоподачи, водоочистки и водораспределения;

·        конструкция обводнительных систем должна учитывать возможность распределения воды по отдельным звеньям сети с наименьшими трудозатратами и быть достаточно простой в эксплуатации.

В зависимости от способа обводнения и организации участков локального орошения, поливной техники, гидрогеологических и рельефных условий осуществляется выбор и компоновка водораспределительной сети.

В районах, где отсутствуют необходимые поверхностные водоисточники и имеются достаточные запасы подземных вод хорошего качества, допускается их использование на обводнение и поливочные нужды в крестьянских хозяйствах отгонного животноводства с разрешения органов по регулированию использования и охране вод.

При оценке использования водных ресурсов для целей обводнения надлежит учитывать:

- расходный режим и водохозяйственный баланс по источнику с прогнозом на 15…20 лет;

- требования к качеству воды, предъявляемые потребителями.

- качественную характеристику воды в источнике с указанием агрессивности воды и прогноз возможного изменения ее качества с учетом поступления сточных вод;

- качественные и количественные характеристики наносов и сора, их режимы, перемещение донных отложений, устойчивости берегов;

- температуру воды по месяцам года и развитие фитопланктона на различной глубине.

В настоящее время механизированный подъем воды из водоисточников, подача ее в водопойные пункты и локальные участки орошения осуществляется в основном за счет электроэнергии вырабатываемой дизельными стационарными и передвижными установками, не использующими природную энергию возобновляемых источников и органическое топливо. Так как из анализа материалов исследований следует, что до настоящего времени использование возобновляемых источников энергии в сельскохозяйственном водоснабжении и обводнении пастбищ малоизученно, но можно рекомендовать несколько возможных схем совместных действий солнечных и ветровых устройств.

Ветрогелиоэнергетические установки (комбинированное использование энергии ветра и солнца) для подъема воды следует применять с аккумулированием воды в резервуаре и энергии в электрических аккумуляторах. Принципиальная схема водоподема с использованием ветрогелиоэнергетичеких установок мало чем отличается от схем обводнения с применением энергии ветра и солнца, только уменьшается время простоя оборудования благодаря выработки энергии от двух независимых источников – ветра, солнца. На рисунке 4 представлена схема подъема и распределения воды с использованием гелиоэнергетической установки и ветроагрегата.

 

1 – гелиоэнергетическая установка прямого или обратного действия; 2 – ветрогенератор;  3 – преобразователь питания; 4 – аккумуляторные батареи; 5 – шахтный или трубчатый колодец; 6 – РЧВ; 7 – резервуар суточного запаса; 8 – водопойная  площадка; 9 – локальный орошаемый участок

Рисунок 4 Схема подъема и распределения воды

с использованием гелиоэнергетической установки и ветроагрегата

Совершенствование систем обводнения территории может осуществляться не только для получения дополнительной продукции отраслей экономики, а так же для предотвращения ущербов производственного и природоохранного характера. Ущерб выступает как мера комплексной оценки влияния истощения природных ресурсов на различные подразделения производственной деятельности и природную среду.

 

Эффективность капитальных вложений в комплексные мероприятия при освоении или реконструкции оцениваются сопоставлением величин этих вложений с полученным эффектом от осуществления мероприятий.

В качестве экономического эффекта совершенствования систем обводнения территории принимается суммарный дополнительный чистый доход сельскохозяйственного производства, продукции естественных угодий (охотничьего промысла диких животных) и экологической системы, который принимается в качестве суммарного дополнительного чистого дохода отраслей экономики.

 

                        (3)

 

где  - суммарный дополнительный чистый доход от предотвращения ущерба в сельскохозяйственном производстве;

 - суммарный дополнительный чистый доход от предотвращения потерь прибыли продукции естественных угодий;

 - суммарное экономическое значение предотвращенного ущерба экологической системе, которая принимается в размере 30…40% предотвращенного ущерба продукции естественных угодий, т.е. .

При определении эффективности капитальных вложений на обводнение пастбищ для овцеводческой отрасли не учитывался доход от продукции естественных угодий , соответственно и экономическое значение предотвращенного ущерба экологической системе будет приравнено нулю , т.е. вложения средств на природоохранные мероприятия должны быть безвозмездны.

Тогда чистый суммарный дополнительный доход от совершенствования систем обводнения в сельскохозяйственном производстве составит:

           (4)

 

где   и  - удельные значения стоимости продукции с одной головы iого вида животного соответственно в условиях с реконструкцией и без реконструкции;  и  удельные издержки содержания iого вида животного.

При известном суммарном предотвращенном ущербе и капитальном суммарном вложении в объекты обводнения можно определить коэффициент общей (абсолютной) эффективности капитальных вложений:

             (5)

Показатели общей экономической эффективности капитальных вложений при совершенствовании систем обводнения территории с учетом мероприятий охраны природы, сравниваются с нормативными. Согласно типовых методик, нормативов общей (абсолютной) экономической эффективности для сельского хозяйства принят 0,07, а для средозащитных мероприятий 0,12. Учитывая, что продукция естественных угодий обводняемой территории имеет аналогичную экономическую значимость для отраслей экономики, что и продукция обводняемых пастбищ, то в качестве нормативного коэффициента капвложений в природохозяйственный комплекс может быть принят коэффициент для сельского хозяйства (0,07). Комплексные обводнительные объекты природохозяйственного назначения считаются экономически эффективными при условии, если расчетный коэффициент общей экономической эффективности не ниже плановых нормативов, т.е. .

Если учесть что нормативный срок окупаемости обводнительных систем который обычно принимается не более 8 лет, то данный показатель вполне рентабелен в современных условиях.