В странах, находящихся на Африканском континенте, около 70% площадей поливается поверхностными способами по чекам, контурам или бороздам, а 30% отводится под системы дождевания и капельного полива. В одиннадцати странах Азиатского региона способами поверхностного полива охвачено 96% площади, только 2% этих площадей отводится под дождевание и капельное орошение.
В странах Азии эффективность орошения составляет 30-40% из-за недостаточной технической оснащенности оросительных систем и несогласованности в водопользовании между потребителями. В результате соотношение фактически поливаемой площади к планируемой остается низким.
С другой стороны, в Европейском регионе, где 82% орошаемых площадей поливаются дождеванием и капельными системами, а 14% поверхностными способами полива, эффективность орошения составляет 80-85%.
Эффективность использования орошаемых земель в мире оценивается в среднем 60-65%.
Имеется возможность значительно повысить выход сельскохозяйственной продукции и эффективность природопользования.
На перспективу, во всем мире ведутся научно- исследовательские работы по повышению эффективности использования водных ресурсов, разработке водосберегающих, низкоэнергоемких технологий и техники орошения. Особенно явно проявляется тот факт, что при общности экологических и экономических проблем для всех стран, возникающих при развитии ирригации, не существует и не может существовать технических средств и технологий, одинаково пригодных для всего многообразия почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий в зоне действия гидромелиоративных систем.
Основные тенденции по снижению удельного водопотребления, заключаются в разработке низконапорных дождевальных систем и аппаратов, технологий многофункционального использования дождевальных машин, развития систем микро- орошения, мобильных автоматизированных систем полива, в совершенствовании систем поверхностного полива, а также повышении качества управления тридцать процентов культур, выращиваемых и потребляемых во всех уголках мира, происходят из засушливых районов.
За последние 40 лет почти треть пахотных земель в мире утратила продуктивность и во многих случаях оказывалась брошенной.
Капиталоемкость систем орошения в мире оценивается в суммы от 2500 до 5000 дол./га в том числе на технику полива от 1000 до 3000 дол./га, а доход от 500 до 3000 дол./га.
Во всех странах мира с развитым сельским хозяйством государство выделяет бюджетные средства на осуществление политики управления водным хозяйством, направленной на рациональное использование водных и других видов ресурсов, за счет проведения модернизации и реконструкции оросительных систем, внедрения новой экологически безопасной и ресурсосберегающей техники полива, оптимизации процессов планирования водопользования, что повышает эффективность орошения до 80-90%.
По сравнению с другими промышленно развитыми странами Россия находится в самой жесткой климатической зоне, что резко снижает конкурентоспособность сельского хозяйства, сдерживает развитие других отраслей народного хозяйства и обусловливает повышенную потребность в государственной поддержке. В засушливые, как и в избыточно влажные годы, не реализуются возможности высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур, инновационных технологий.
В России осадки распределяются крайне неравномерно, 70% площади сельскохозяйственных угодий находится в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения, а в степной и сухостепной зонах соответственно каждый третий и второй годы являются засушливыми, с дефицитом естественной влагообеспеченности 350-450 мм. Высокий и стабильный уровень производства сельскохозяйственной продукции может быть обеспечен только на основе развития орошения сельскохозяйственных земель. Парадокс в том, что площадь орошаемых земель является рекордно низкой в мире, удельный вес площадей орошаемых земель не превышает 3, 7% при площади 4, 3 млн. гектаров. В России фактически поливается не более 1, 0 млн. гектаров (1, 0% от площади пашни), однако орошаемые земли дают около 10, 0%-15, 0% всего урожая. В настоящее время более 80% овощей, 20% кормов и весь рис производятся на орошаемых землях. модернизация уменьшит импорт.
Главная проблема заключается в том, что основные фонды были созданы в 60-80 годы, а к 1990 году поливалось более 6, 5 млн. га сельскохозяйственных земель и эксплуатировалось 70 тыс. дождевальных машин, ориентированных на крупные орошаемые массивы. Промышленное производство оросительной техники в России до 90-х годов 20 века было нацелено на полив больших площадей (до нескольких сот и тысяч гектаров) и базировалось на выпуске широкозахватных машин фронтального и кругового действия.
На сегодняшний день износ основных фондов оросительных систем в целом по Российской Федерации составляет 69, 1%. Максимальные значения износа оросительных систем 77, 6% отмечены в Западно-Сибирском и 72, 6% в Южном федеральном округах. Коэффициент полезного действия инженерных оросительных систем, построенных, как правило, до 1980 г., остается низким, что вызывает существенные непроизводительные потери оросительной воды и соответственно материально-технических, трудовых и энергетических ресурсов. Коэффициент полезного действия систем составляет менее 0, 65 на 40% общей площади орошения, 0, 65-0, 80 – на 26% и более 0, 80 – на 9% площадей орошаемого клина. Соответственно, потери воды в оросительной сети, являвшиеся одной из основных причин ухудшения экологической обстановки на орошаемых землях, составляют от 25 до 60% от величины водозабора на орошение.
Продуктивность орошаемых земель в России составляет в среднем 2, 8-3, 2 тонны зерновых единиц, при проектной урожайности 7-9 тонн зерновых единиц. На оставшихся 3, 3 млн. гектаров из-за разрушения оросительной сети поливы вообще не производятся.
Начавшийся с 90-х годов спад сельскохозяйственного производства способствовал увеличению импорта продуктов питания и продовольственного сырья, доля которого в потреблении достигала 40-57 %. Значительно сократилась заготовка грубых и сочных кормов в сельскохозяйственных предприятиях, что связано не только с выводом земель из сельскохозяйственного оборота, в том числе и мелиорированных угодий, но и ухудшением их свойств. В результате ежегодно агропромышленный комплекс России недополучает продукции на сумму более 90, 0 млрд. рублей, а федеральный бюджет теряет не менее 30, 0 млрд. рублей налогов.
В Российской Федерации используется 13 тыс. дождевальных машин, из которых более 80% работают за нормативным сроком эксплуатации и имеют низкие технологические характеристики, поэтому около 90% оросительных систем нуждаются в проведении работ по реконструкции и модернизации. Большой удельный вес в парке дождевальных машин занимает устаревшая дождевальная техника. Так, 28% приходится на машины ДДА-100М и ДДН-70 и устаревшую технику производства 50-70-х годов (1-е поколение). На дождевальные машины 3-го поколения приходится 62, 6% (Фрегат – 39, 7%, Волжанка – 19, 7%, Днепр – 3, 2%), а машины 4-го поколения, соответствующие современному техническому уровню зарубежных образцов (ДМ "Кубань") – не более 1, 4%. Также имеется около 700 зарубежных дождевальных машин высокого технического уровня.
Ежегодно агропромышленный комплекс России недополучает продукции на сумму более 90, 0 млрд. рублей, а федеральный бюджет теряет не менее 30, 0 млрд. рублей налогов.
За последние 25 лет общая площадь орошаемых земель увеличилась на 27% и на сегодняшний день ориентировочно составляет около 300 млн. га. зарубежная или отечественная техника?
Очевидно, что в ближайшие 5 лет в России потребуется полная замена существующего парка дождевальной техники. Предварительная оценка показывает, что при сохранении существующей площади орошения структуре севооборотов и парка поливной техники может потребоваться широкозахватных дождевальных машин кругового действия – 8000 штук, широкозахватных дождевальных машин фронтального действия – 3600 штук (типа "Кубань", Bauer, Vallеy, Zimnatic), мобильных дождевальных агрегатов, работающих от открытой оросительной сети (типа ДДА-100ВХ) – 2500 штук, шлангобарабанных дождевальных машин – 1600 штук, мобильных систем на основе быстросборных трубопроводов (комплекты по 50 га) – 2000 штук, систем микро-орошения и капельного орошения (в пересчете на 10 га каждый комплект) – 3000 штук. Ориентировочно капиталовложения на приобретение техники могут составить от 10 до 15 млрд. рублей.
Основная проблема в области технологий и техники орошения в том, что серийно производимая отечественная техника по показателям качества технологического процесса, диапазона применимости, материалоемкости, эксплуатационной надежности, многофункциональности, оснащенности техническими средствами контроля и управления отстает от современной серийной зарубежной техники.
В России разработана Концепция Федеральной целевой программы «Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель России на период до 2020 года», направленная на комплексную модернизацию мелиоративно-водохозяйственного комплекса, реализация которой позволит масштабно осуществлять научно-технические разработки и внедрять новые технологии и технику в мелиоративную отрасль.
Приоритетными направлениями научной деятельности, по мнению ведущих российских ученых, являются: разработка методов и технологий мелиорации как комплексного управления водным режимом, биологическим и геологическим круговоротом вещества, созданием мелиоративных ландшафтов, отвечающих требованиям социальной и экологической устойчивости при достаточно высокой биологической продуктивности, при гибком вписывании антропогенного воздействия в природные комплексы.
Исходя из концепции мелиоративных агроландшафтов, основная цель функционирования гидромелиоративных систем и реализации технологий орошения может быть сформулирована следующим образом – управление мощностью и направлением перемещения потоков вещества, воды, энергии и информации, обеспечивающее рациональное использование интегральных ресурсов, максимальную замкнутость водного баланса, высокую биологическую продуктивность и экологическую безопасность агробиоценозов.
Техника и технология полива оказывают решающее влияние на качество регулирования водного режима почвы, а, следовательно, урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность использования водных, почвенно-климатических, материально- технических и энергетических ресурсов, экологическое состояние окружающей среды.
Новая техника должна быть ориентирована на работу от закрытой оросительной сети, автоматизированный режим работы, многоцелевое использование, применение компьютерных систем контроля и управления, широкий диапазон модификаций, максимальный учет конкретных условий применения.
Орошаемые земли в общей площади пашни для стран Европы составляют более 10%. В странах с более жарким климатом орошаемые площади занимают до 50% В США, в зоне естественного достаточного увлажнения, площадь орошения 60%. В засушливой зоне всего 22%.

В стратегическом Плане необходимо решить следующие основные задачи:
- разработка концепции совершенствования оросительной техники и технологий полива на 2012-2020 годы, которая не допустила бы отставания российских научно-технических разработок от мирового уровня. Для повышения технического уровня и качества российских научно-технических разработок до мировых стандартов необходимо создать дождевальные машины нового поколения на основе существующего научно-технического задела по машинам серии "кубань", "коломенка", "ладога", "Фрегат-н", с учетом иностранных научно-технических разработок. Новые научно-технические разработки технических средств орошения должны быть направлены на создание высокопроизводительной и многофункциональной дождевальной техники, реализующей технологии «точного орошения». основная особенность технологии – формирование искусственного дождя, близкого по своим качественным характеристикам к естественным дождям «средней» силы, с каплями, падающими практически вертикально, при диаметре 0, 5-1, 0 мм, интенсивности до 0, 25 мм/мин и равномерностью распределения по площади не менее 0, 9. Это обеспечит повышение надежности, улучшение условий и безопасности труда, применение новых технологий и материалов, уменьшение воздействия ходовых систем на почву, снижение материалов и энергоемкости, унификацию модулей и сборочных единиц.
При проведении ниокр необходимо реализовать инженерно-технические решения по компоновке водопроводящего пояса новыми каскадными, ударно-струйными насадками, улучшению гидродинамических параметров и ходовой системы, модернизации
силовой тележки. обеспечить многофункциональность, модульный принцип проектирования, автоматизацию, расширение диапазона применимости, снижения влияния человеческого фактора, новые материалы и источники энергии, компоновки из узлов равной надежности и жизненного цикла (коэффициент вариаций не более 0, 2), возможности широкого регулирования режима работы, унификацию узлов. новая техника должна обеспечить снижение затрат труда в 2-3 раза, энергетических затрат на 30-50 %, срок службы возрастет до 20 лет.
Прогнозируемый ФАО рост мировых орошаемых площадей на 1, 0-2, 0% в год в ближайшие 20 лет может привести к увеличению площадей до 350 млн. га, урожайности по зерну на 25%, потребления энергии на 50%, ресурсов на 40%, запасов пресной воды на 20%. В этом случае остро встают проблемы экономии водных, энергетических и материально-технических ресурсов, охраны природной среды.
Личной площади орошения, которые могут включать как дождевальные машины различных типов, так и стационарные системы, ксид, технику поверхностного полива (автоматизированную), капельное или импульсно-капельное ирригационное оборудование, оборудование для аэрозольного орошения и химигации, возможно, и специальный комплект агротехнического оборудования. окупаемость мобильных систем орошения может составить 2-3 года, т.к. инвестиции не превысят 30 тыс. руб/га, а так же возникает дополнительный эффект от многоцелевого орошения, обеспечивающего рост урожайности в 1, 5 раза и уменьшение расхода воды и минеральных удобрений на 50% по сравнению со стационарными системами орошения.

Провести научно-исследовательские работы по: технологиям мостового и многоцелевого орошаемого земледелия с минимальной обработкой почвы в биологизированных системах ведения сельского хозяйства. технологиям и техническим средствам «точного» дождевания и микро-дождевания с интенсивностью водоподачи, равной текущему водопотреблению, и создание экологически безопасных технологий внесения вместе с поливной водой агрохимикатов. технологиям и технике комбинированных поливов, технике импульсно-капельного и капельного орошения, автоматизированным системам поверхностного полива с импульсной водоподачей. Разработка автоматизированных информационно-аналитических систем управления орошением на базе компьютерных технологий комплексного управления факторами жизни растений и информационно-советующей системы прогнозирования водопользования и оперативного планирования полива, с учетом пространственно-временной изменчивости гидрометеорологических условий.
Тактическими научно-техническими и производственными задачами для отрасли являются: реконструкция имеющегося парка дождевальной техники за счет капитального ремонта и модернизации машин с истекшим сроком службы, обеспечивающих улучшение качества полива и продление сроков эксплуатации на 5-8 лет для дождевальных машин ДДА-100МА, ДМ "Фрегат".
Организация производства группы новых дождевальных машин и установок микро-дождевания для орошения мелкоконтурных участков, прошедших государственные испытания (16 разработок ВНИИ "Радуга") и рекомендованных к внедрению. Организация
разработки и производство отсутствующих на рынке, низкоэнергоемких, экологически безопасных комплектов для поверхностного полива дискретной струей, систем импульсно-капельного орошения.

В сфере нормативно-методического обеспечения необходима разработка нормативно-методической документации на проведение НИОКТР и Государственных испытаний с учетом современных достижений в области компьютеризации систем контроля, измерения и диагностики. Подготовка стандартов гармонизированных с международной системой стандартов (ISO), положений по техническому регулированию, технических регламентов и национальных стандартов, системы сертификации на соответствие агроэкологическим требованиям и мониторинга разрабатываемой, производимой, действующей техники.

Научно-техническая деятельность по технико-технологической модернизации гидромелиоративных систем должна развиваться в двух направлениях: стратегическом, направленном на поддержание качества российских новых разработок на уровне мировых достижений, и проведения исследований в соответствии с требованиями глобального научно-технического прогресса; тактическом, ориентированном на повышение качества организации и управления, максимальное использование уже имеющегося потенциала отечественной науки и техники, модернизацию существующей техники полива при минимизации затрат.

Эффективность орошения в азиатских регионах составляет 30-40%, из-за недостаточной технической оснащенности оросительных систем и несогласованности в водопользовании между потребителями, в результате чего соотношение фактически поливаемой площади к планируемой остается низким.

Для эффективной реализации научно-технической программы требуется:
- создание опытно-производственных полигонов (площадью от 30 до 50 га) в различных федеральных округах России для отработки оптимальных технологий орошения, проведения обучения и информационного обеспечения сельхозпроизводителей, сервисного обслуживания, оценки качества и сертификации оборудования как отечественного, так и зарубежного, поставляемого в хозяйства;
-решение вопросов привлечения кадров молодых специалистов, для чего через Федеральную целевую программу "Социальное развитие села" выделить средства на строительство жилья молодым специалистам;
- выделить государственные субсидии в размере не менее 50% от затрат сельскохозяйственных предприятий на реконструкцию внутрихозяйственной части оросительных систем.

Комплексный Подход

Разработка новой техники орошения и отработка способов ее эксплуатации, технологий переустройства существующей оросительной сети под эту технику потребует большого объема теоретических и экспериментальных исследований, конструкторских разработок и проведения опытно-производственных испытаний новых образцов техники, для чего требуется наличие соответствующей материально-технической базы, трудовых ресурсов высокой квалификации, обеспечения устойчивого финансирования.
Для повышения эффективности использования отечественных научно-технических разработок в АПК России (в этом вопросе мы существенно отстаем от западных стран) необходимо создание Научно-производственного и учебного центра технологий и техники орошения. Он должен включать НИИ, конструкторское бюро, завод по производству экспериментальных образцов и малых партий дождевальной техники, учебную базу, опытно-производственный полигон, отдел внедрения и маркетинга, службу сервисного обслуживания, информационно-консультационный центр.
Только при комплексной организации научной, практической и учебной деятельности может быть достигнуто кардинальное решение проблем создания и широкого практического использования водо-энергосберегающей, экологически безопасной техники орошения нового поколения, обеспечения сельского хозяйства конкурентоспособной поливной техникой, что позволит устранить зависимость от импорта и повысить продовольственную безопасность страны.
Техника и технология полива оказывают решающее влияние на качество регулирования водного режима почвы, а, следовательно, урожайность сельскохозяйственных культур.

Научно-практическое издание "Мелиорация: вчера, сегодня, завтра" № 1, 2011