Зрошувальні системи як фактор підвищення продуктивності в аграрних регіонах України
Анотація
Актуальність дослідження зводиться до необхідності аналізу ефективності зрошувальних систем в аграрних регіонах України на фоні посилення змін клімату та дефіциту вологи, що впливають на стабільність сільськогосподарського виробництва. Метою дослідження було визначити вплив зрошення на продуктивність основних сільськогосподарських культур (соняшника, пшениці та ріпаку озимих) та оцінити економічну ефективність впровадження зрошувальних технологій у посушливих регіонах України. У дослідженні використовувалися агрономічні та економічні методи аналізу. Визначення ефективності зрошення здійснювалося шляхом порівняння врожайності культур за різних режимів водозабезпечення. Оцінка економічної ефективності включала аналіз витрат на встановлення та експлуатацію зрошувальних систем у співвідношенні до приросту врожайності та підвищення якості продукції. Було встановлено, що застосування зрошення дозволило підвищити врожайність соняшника на 28-48 %, пшениці озимої – на 15- 25 %, а ріпаку – на 25-35 %. Оптимальне водозабезпечення сприяло збільшенню вмісту білка та клейковини у зерні пшениці, а також підвищенню рівня олії в насінні ріпаку. Аналіз економічної ефективності зрошення показав, що термін окупності залежав від типу системи: краплинне зрошення забезпечувало найвищий приріст врожайності при мінімальних витратах води, тоді як дощувальні установки потребували більших експлуатаційних витрат. Зрошення відіграло важливу роль у підвищенні продуктивності сільськогосподарських культур у посушливих регіонах України. Найбільш ефективними виявилися адаптивні технології зрошення, що включали автоматизовані системи управління водними ресурсами. Впровадження сучасних методів зрошення сприятиме оптимізації водного балансу ґрунтів, зменшенню негативного впливу посухи та підвищенню економічної рентабельності агровиробництва
Ключові слова
сільське господарство; первинний сектор економіки; водний баланс; врожайність; соняшник; пшениця озима; ріпак озимий; економічна рентабельність; адаптативні технології
[1] Alharbi, S., Felemban, A., Abdelrahim, A., & Al-Dakhil, M. (2024). Agricultural and Technology-based strategies to improve water-use efficiency in Arid and Semiarid areas. Water, 16(13), article number 1842. doi: 10.3390/w16131842.
[2] Attard, S., Connell, J.G., & Chaiechi, T. (2024). Pathways to improved water quality in the GBR lagoon – exploring opportunities for broadscale application of low-risk practices in the lower Burdekin irrigated agriculture areas. In E. Wolanski & M.J. Kingsford (Eds.), Oceanographic processes of coral reefs (pp. 374-391). Boca Raton: CRC Press. doi: 10.1201/9781003320425.
[3] Boiko, P., Demydenko, O., Shapoval, I., & Kovalenko, N. (2024). Efficient winter wheat cultivation in highproductivity different-field crop rotations under the conditions of unstable moisture in the Forest-Steppe zone of Ukraine. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 20(6), 77-90. doi: 10.31548/dopovidi/6.2024.77.
[4] Borovyk, K., Gapon, S., & Pyshnograiev, I. (2024). The impact of temporary occupation and hostilities on the water conditions of the North Crimean and Kakhovka Main Canals. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 15(2), 9-21. doi: 10.69628/esbur/2.2024.09.
[5] Cao, X., Xiao, J., Wu, M., Zeng, W., & Huang, X. (2021). Agricultural water use efficiency and driving force assessment to improve regional productivity and effectiveness. Water Resources Management, 35(8), 25192535. doi: 10.1007/s11269-021-02845-z.
[6] Cepeda, Y.V., Guevara, M.A., Mogro, E.J., & Tizano, R.P. (2024). Impact of irrigation water technification on seven directories of the San Juan-Patoa River using plithogenic n-superhypergraphs based on environmental indicators in the canton of Pujili, 2021. Neutrosophic Sets and Systems, 74, 47-56.
[7] Cholik, A., Septyan, R.B., Winata, H., & Nurdiyanto, N. (2025). Analysis of the utilization of Seuseupan Weir water for irrigation in the Seuseupan Irrigation Area (Case study: Seuseupan Weir, Cirebon Regency). Indonesian Journal of Multidisciplinary Science, 4(4), 279-288. doi: 10.55324/ijoms.v4i4.1083.
[8] Corwin, D.L. (2021). Climate change impacts on soil salinity in agricultural areas. European Journal of Soil Science, 72(2), 842-862. doi: 10.1111/ejss.13010.
[9] Demianenko, S.I. (2022). Ecological strategy of using agricultural land in Ukraine. Strategy of Economic Development of Ukraine, 50, 82-93. doi: 10.33111/sedu.2022.50.082.093.
[10] Didkovska, L. (2023). Global irrigation efficiency in arid and semi-arid regions. International Scientific Journal of Management, Economics & Finance, 1(3), 1-13. doi: 10.46299/j.isjmef.20220103.1.
[11] Dorosh, Y., Ibatullin, S., Dorosh, O., Sakal, О., Dorosh, А., & Tarasenko, А. (2024). Assessment of the consequences of the destruction of the Kakhovska HPP dam on irrigated lands in the zone of influence of the Kakhovsky water reservoir. Land Management, Cadastre and Land Monitoring, 1, 6-18. doi: 10.31548/zemleustriy2024.01.01.
[12] Ebstu, E.T., & Muluneh, M. (2025). Evaluate the integrative effects of irrigation water level, furrow irrigation methods, and nitrogen fertilizer rate on tomato yield in semi-arid southern Ethiopia. Heliyon, 11(1), article number e41551. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e41551.
[13] Golla, B. (2021). Agricultural production system in arid and semi-arid regions. International Journal of Agricultural Science and Food Technology, 7(2), 234-244. doi: 10.17352/2455-815X.000113.
[14] Havrysh, V., Hruban, V., Sadovoy, O., Batsurovska, I., Fedorchuk, V., & Yablunovskaya, K. (2020). Energy saving technologies for automatical move irrigation equipment. In Proceedings of the 25th IEEE international conference on problems of automated electric drive (pp. 1-4). Kremenchuk: IEEE. doi: 10.1109/PAEP49887.2020.9240881.
[15] Heiba, Y., Nasr, M., Fujii, M., Mohamed, A.E., & Ibrahim, M.G. (2024). Improving irrigation schemes using sustainable development goals (SDGs)-related indicators: A case study of tomato production in pot-scale experimentation. Environment, Development and Sustainability, 26(7), 17721-17747. doi: 10.1007/s10668-02303357-z.
[16] Ivaniuta, S.P., Kolomiets, O.O., Malynovska, O.A., & Yakushenko, L.M. (2020). Climate change adaptation and water resource management in agriculture. Kyiv: National Institute for Strategic Studies.
[17] Kavunichenko, M.S. (2024). Assessment of the impact of European integration on the competitiveness of the agricultural sector of the Ukrainian economy. Kyiv: National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”.
[18] Khondoker, M., Mandal, S., Gurav, R., & Hwang, S. (2023). Freshwater shortage, salinity increase, and global food production: A need for sustainable irrigation water desalination – a scoping review. Earth, 4(2), 223-240. doi: 10.3390/earth4020012.
[19] Korkhova, M., Smirnova, I., Panfilova, A., & Mykolaichuk, V. (2023). Influence of varietal characteristics of winter wheat and weather conditions on lodging resistance and productivity. Scientific Horizons, 26(12), 42-53. doi: 10.48077/scihor12.2023.42.
[20] Kovalenko, O., Domaratskiy, Y., Panfilova, A., Korkhova, M., & Neroda, R. (2024). Influence of foliar top dressing with microfertilizers on sunflower growth, development and productivity. Ecological Engineering & Environmental Technology, 25(4), 316-324. doi: 10.12912/27197050/184226.
[21] Lin, S., Wang, Q., Deng, M., Su, L., Wei, K., Guo, Y., & Zhang, J. (2024). Assessing the influence of water fertilizer, and climate factors on seed cotton yield under mulched drip irrigation in Xinjiang Agricultural Regions. European Journal of Agronomy, 152, article number 127034. doi: 10.1016/j.eja.2023.127034.
[22] Lykhovyd, P. (2021). Irrigation needs in Ukraine according to current aridity level. Journal of Ecological Engineering, 22(8), 11-18. doi: 10.12911/22998993/140478.
[23] Lykhovyd, P. (2023). Mathematical model of winter wheat productivity in the rainfed conditions of the south of Ukraine depending on the crop’s varietal traits. Тechnical and Technological Aspects of Development and Testing of New Machinery and Technologies for Agriculture of Ukraine, 32(46), 121-128. doi: 10.31473/2305-5987-20231-32(46)-10.
[24] Merza, N.A., Atab, H.A., Al-Fatlawi, Z.H., & Alsharifi, S.K. (2023). Effect of irrigation systems on rice productivity. Journal of Breeding and Genetics, 55(2), 587-597. doi: 10.54910/sabrao2023.55.2.30.
[25] Mohish, O.M., & Myhailyuk, O.B. (2024). The role of international cooperation in the development of agriculture. Scientific Bulletin of Uzhhorod University. Series “Economics”, 63(1), 47-52. doi: 10.24144/24096857.2024.1(63).47-52.
[26] Oliynyk, O., Makohon, V., Mishchenko, V., & Brik, S. (2020). Cost efficiency for implementation of new varieties and hybrids in plant growing. Agricultural and Resource Economics, 6(4), 168-186. doi: 10.51599/are.2020.06.04.09.
[27] Pichura, V., Potravka, L.A., Domaratskiy, Y., Nikonchuk, N., & Samoilenko, M. (2024). The impact of pre-crops on the formation of water balance in winter wheat agrocenosis and soil moisture in the steppe zone. Journal of Ecological Engineering, 25(3), 253-271. doi: 10.12911/22998993/181553.
[28] Prokopenko, N.A. (2023). Irrigated lands of Ukraine and their distribution. In Collection of materials of the allUkrainian scientific and practical internet conference “Theoretical and applied problems of geodesy, cartography, land management and cadastre in modern economic conditions” (pp. 37-39). Uman: Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University.
[29] Rana, J., Kamruzzaman, M., Oliver, M.H., & Akhi, K. (2021). Financial and factors demand analysis of solar powered irrigation system in Boro rice production: A case study in Meherpur district of Bangladesh. Renewable Energy, 167, 433-439. doi: 10.1016/j.renene.2020.11.100.
[30] Shahini, E. (2024). Economic assessment of the impact of climate change on agriculture in Albania and Ukraine. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 28(3), 55-66. doi: 10.56407/bs.agrarian/3.2024.55.
[31] Tegipko, S., & Dimov, I. (2024). Innovations in agricultural management: Promotion of modern technologies and increase productivity. Scientific Works of Interregional Academy of Personnel Management. Economic Sciences, 75(3), 98-105. doi: 10.32689/2523-4536/75-19.
[32] Yeraliyeva, Z.M., Kurmanbayeva, M.S., Makhmudova, K.K., Kolev, T.P., & Kenesbayev, S.M. (2017). Comparative characteristic of two cultivars of winter common wheat (Triticum aestivum L.) cultivated in the southeast of Kazakhstan using the drip irrigation technology. OnLine Journal of Biological Sciences, 17(2), 41-49. doi: 10.3844/ ojbsci.2017.40.49.
[33] Yeremenko, O., Fedorchuk, M., Drobitko, A., Sharata, N., & Fedorchuk, V. (2020). Adaptability of different sunflower hybrids to the conditions of insufficient moisturening. WSEAS Transactions on Environment and Development, 16, 330-340. doi: 10.37394/232015.2020.16.35.
[34] Yuzva, V.V. (2024). Peculiarities of restoring the land use system in Ukraine in the post-war period. Mykolaiv: Petro Mohyla Black Sea National University.
[35] Zamani, O., Azadi, H., Mortazavi, S.A., Balali, H., Moghaddam, S.M., & Jurik, L. (2021). The impact of waterpricing policies on water productivity: Evidence of agriculture sector in Iran. Agricultural Water Management, 245, article number 106548. doi: 10.1016/j.agwat.2020.106548.
[36] Zhang, T., Zou, Y., Kisekka, I., Biswas, A., & Cai, H. (2021). Comparison of different irrigation methods to synergistically improve maize’s yield, water productivity and economic benefits in an arid irrigation area. Agricultural Water Management, 243, article number 106497. doi: 10.1016/j.agwat.2020.106497.
[37] Zhou, H., Tao, F., Chen, Y., Yin, L., Wang, Y., Li, Y., & Zhang, S. (2024). Climate change reduces agricultural total factor productivity in major agricultural production areas of China even with continuously increasing agricultural inputs. Agricultural and Forest Meteorology, 349, article number 109953. doi: 10.1016/j.agrformet.2024.109953.
[38] Zymaroieva, A., Zhukov, O., Fedoniuk, T., Pinkina, T., & Hurelia, V. (2021). The relationship between landscape diversity and crops productivity: Landscape scale study. Journal of Landscape Ecology (Czech Republic), 14(1), 39-58. doi: 10.2478/jlecol-2021-0003.