Land Reclamation and Water Management (E-Journal)
Not a member yet
312 research outputs found
Sort by
ОЦІНЮВАННЯ ВИТРАТ ВОДИ НА СУМАРНЕ ВИПАРОВУВАННЯ З ПОВЕРХНІ СТАВКІВ І ВОДОСХОВИЩ У БАСЕЙНІ Р. ІНГУЛЕЦЬ
No full textThe article considers the problem of water loss due to the evaporation from the surface of ponds and reservoirs under conditions of intense anthropogenic load and climate changes, focusing on the Ingulets river basin as an example of the one of the most regulated river systems in the steppe zone of Ukraine. Taking into account the growing shortage of water resources, especially after the explosion of the Kakhovka HPP, the relevance of studying evaporation from water surfaces of artificial reservoirs in the southern regions is increasing. Estimating water losses due to the evaporation from the surface of ponds and reservoirs in the Ingulets River basin is an important aspect of water resources management in the region. Available data on the areas of artificial water bodies and average evaporation rates were used to calculate total water losses. Based on a spatial analysis of over 1,200 water bodies in the Inhulets river basin, including an assessment of the areas and volumes of reservoirs and ponds, a quantitative assessment of water evaporation from their surface was carried out for 1961-1990 and 1991-2023. The research methodology is based on the processing of long term meteorological data from local weather stations, as well as the use of satellite and archival information from available sites. Climatic conditions in the studied region demonstrate a steady warming trend: over the past 30 years, the average annual temperature in the Ingulets river basin has increased by an average of 1,3°C with slight decreases in precipitation over the studied period. It has been found that under modern conditions, evaporation can exceed the inflow from atmospheric precipitation, which turns artificial reservoirs into active factors in reducing the water balance of the Ingulets river basin. In 1991-2023, evaporation rates from the surface of water bodies increased by 13,7% (107 mm) for the Znamyanka weather station, by 7,6% (68 mm) for the Komisarivka weather station, and by 9,1% (88 mm) for the Kryvyi Rih weather station. Particular attention is paid to assessing the water management efficiency of the functioning of such facilities in the context of environmental safety, hydrological stability, and adaptation to the climate changes. The obtained results are important for the development of regional water resources management strategies, improvement of methods for calculating water losses, and ecological and economic optimization of the water fund structure in small and medium-sized river basins.У статті розглядається проблема втрат води на випаровування з поверхні ставків і водосховищ в умовах інтенсивного антропогенного навантаження та кліматичних змін, зосереджуючись на басейні річки Інгулець як прикладу однієї з найбільш зарегульованої річкової системи степової зони України. З огляду на зростаючий дефіцит водних ресурсів, особливо після підриву Каховської ГЕС, актуальність дослідження випаровування з водних поверхонь штучних водойм південних регіонів зростає. Оцінка втрат води через випаровування з поверхні ставків і водосховищ у басейні річки Інгулець є важливим аспектом управління водними ресурсами регіону. Використано доступні дані про площі штучних водних об'єктів та середні норми випаровування для розрахунку загальних втрат води. На основі просторового аналізу понад 1200 водних об'єктів у басейні р. Інгулець, включаючи оцінку площ та об’ємів водосховищ і ставків, здійснено кількісну оцінку випаровування води з їх поверхні за 1961-1990 рр та 1991-2023 рр. Методологія дослідження ґрунтується на обробці багаторічних метеорологічних даних з локальних метеостанцій, а також на використанні супутникової та архівної інформації з доступних сайтів. Кліматичні умови в регіоні дослідження демонструють сталу тенденцію до потепління: за останні 30 років середньорічна температура в басейні р. Інгулець зросла в середньому на 1,3 °C при незначних зменшеннях опадів за досліджуваний період. Встановлено, що в сучасних умовах процес випаровування може перевищувати надходження з атмосферних опадів, що перетворює штучні водойми на активні чинники зменшення водного балансу басейну річки Інгулець. У 1991-2023 рр норми випаровування з поверхні водойм зросли на 13,7% (107 мм) для метеостанції Знам’янка, для метеостанції Комісарівка – 7,6 % (68 мм) та для метеостанції Кривий Ріг на 9,1% (88 мм). Особлива увага приділяється оцінці водогосподарської ефективності функціонування таких об'єктів у контексті екологічної безпеки, гідрологічної стабільності та адаптації до змін клімату. Отримані результати мають важливе значення для розробки регіональних стратегій управління водними ресурсами, удосконалення методів розрахунку втрат води та еколого-економічної оптимізації структури водного фонду у басейнах малих та середніх річок
ДИНАМІКА КІЛЬКІСНИХ І ЯКІСНИХ ПОКАЗНИКІВ ВМІСТУ ГУМУСУ У ҐРУНТІ ЗА ТРИВАЛОГО ВИРОЩУВАННЯ ЖИТА ОЗИМОГО В БЕЗЗМІННОМУ ПОСІВІ
No full textThe main source of nutrients and energy for all living things in the soil is organic matter, thanks to which the continuous cycle of nutrients in nature is maintained. Long-term functioning of the soil in agrosystems leads to a state of equilibrium of organic matter with an appropriate level of its stability. As a result of reducing the application of fertilizers, especially organic ones, fundamental changes have occurred in the small (biotic) cycle of substances. Every year, the negative balance of humus reaches 370–400 kg/ha, and the annual decrease in its reserves exceeds 20 million tons. According to soil survey materials, in the most fertile typical black soils of the Karlivska community of the Poltava region, the humus content currently does not exceed 6,0–6,5%, or 2,0–2,5% less than at the time of their survey by the expedition of V.V. Dokuchaev in 1890. The problem of humus is undoubtedly one of the key ones in solving the problems of stabilizing and restoring soil fertility.
Long-term studies with winter rye in constant crops, which are conducted at the Poltava Agricultural Research Station, make it possible to determine and generalize its influence on the dynamics of winter rye productivity. At the same time, changes in agrochemical soil indicators are also observed. As a result of the experiment on the cultivation of winter rye in constant crops, it was found that humus content in the soil is not a statistical indicator and changes in absolute values, both in the spring and summer-autumn periods, and over the years of observation. Statistical analysis of the data obtained during the studies showed a direct and inverse correlation between the humus content indicators and the hydrothermal conditions during the research. It is proposed to widely use the results of the studies in solving fundamental issues of agriculture, in deep complex studies, and for the demonstration of the role of the main factors and conditions of plant life.Основним джерелом поживних речовин і енергетичного матеріалу для всього живого у ґрунті є органічна речовина, дякуючи чому і підтримується безперервний кругообіг поживних речовин у природі. Довготривале функціонування ґрунту в агросистемах приводить до стану рівноваги органічної речовини з належним рівнем його стабільності У результаті зменшення внесення добрив і особливо органічних, корінні зміни пройшли у малому (біотичному) кругообігу речовин. Кожний рік від’ємний баланс гумусу досяг 370–400 кг/га, а щорічне зменшення його резервів перевищує 20 млн. т. За матеріалами ґрунтового обстеження у найбільш родючих чорноземах типових Карлівської громади Полтавської області у даний час вміст гумусу не перевищує 6,0–6,5 %, або на 2,0–2,5 % менше, ніж на час їх обстеження експедицією В.В. Докучаєва в 1890 р. Проблема гумусу без сумніву є однією з ключових на шляху вирішення завдань стабілізації і відтворення ґрунтової родючості. Довгострокові дослідження з беззмінним житом, які проводяться на Полтавській сільськогосподарській дослідній станції дають можливість визначити і узагальнити його вплив на динаміку величини продуктивності. Разом з тим ведуться спостереження за зміною агрохімічних показників ґрунту. У результаті проведення досліду з вирощування жита беззмінного було встановлено, що величина вмісту гумусу у ґрунті показник не статистичний і змінюється, в абсолютних величинах, як за весняний та літньо-осінній періоди, так і за роками спостережень. Статистичний аналіз даних, отриманих у результаті досліджень показав прямий та зворотний кореляційний зв’язок між величинами показників гумусу та гідротермічними умовами проведення досліджень. Запропоновано результати досліджень широко використовувати при вирішенні фундаментальних питань землеробства, для глибоких комплексних досліджень, демонстрації ролі основних чинників та умов життя рослин
МОНІТОРИНГ ДЕФОРМАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ ЕЛЕМЕНТІВ ІНЖЕНЕРНИХ КОНСТРУКЦІЙ ГІДРОТЕХНІЧНИХ СПОРУД
No full textMonitoring the technical condition of hydraulic facilities is crucial for ensuring their safe operation. This process usually involves monitoring environmental variables (e.g., concrete dam levels, temperature, piezometer readings), as well as geometric and physical variables (deformation, cracking, filtration, pore pressure, etc.), the long-term trends of which provide valuable information for facility managers. Research of the methods for analyzing geodetic monitoring data (manual and automatic) and sensor data is vital for assessing the technical condition and safety of facilities, especially when applying new measurement technologies. The age of hydraulic structures in Ukraine is 50-60 years and more, and their technical condition has deteriorated due to long-term operation. Their technical capabilities and reliability have decreased due to improper maintenance. In addition, insufficient consideration of environmental factors during operation has contributed to a decrease in the reliability of these structures.
Most reservoirs and hydroelectric power plants were built in the mid-20th century and have been under constant operation. Due to significant operational life, negative changes often occur in their technical condition. Atmospheric, chemical, and other aggressive factors also contribute to the destruction of hydraulic facilities and their elements in water. This can lead to serious damage to both the facilities and the elements of hydraulic systems dependent on them. An additional negative impact factor on the condition of hydraulic facilities in Ukraine is missile and drone shelling and other damage as a result of military operations. Therefore, there is a need to develop a device that can be used when monitoring relative static and variable deformation, plasticity, and creep of samples from various elements of engineering structures, materials, elements, and assemblies in hydraulic engineering, construction, and industry.значення для забезпечення їх безпечної експлуатації. Цей процес зазвичай включає відстеження змінних навколишнього середовища (наприклад, рівні бетонної дамби, температури, показання п’єзометрів), а також геометричних і фізичних змінних (деформація, розтріскування, фільтрація, поровий тиск тощо), довгострокові тенденції яких надають цінну інформацію для менеджерів об’єктів. Дослідження методів аналізу даних геодезичного моніторингу (ручного та автоматичного) та даних датчиків є життєво необхідними для оцінки технічного стану та безпеки об’єктів, особливо при застосуванні нових технологій вимірювання. Вік гідротехнічних споруд в Україні становить 50-60 років і більше, а їх технічний стан погіршився через тривалу експлуатацію. Їх технічні можливості та надійність знизилися через неналежне обслуговування. Крім того, недостатня увага до факторів зовнішнього середовища під час експлуатації сприяла зниженню надійності цих конструкцій.
Більшість водосховищ і гідроелектростанцій були побудовані в середині 20 століття і з тих пір постійно використовуються. Через вік в їх технічному стані часто відбувалися негативні зміни. Атмосферні, хімічні та агресивні фактори також сприяють руйнуванню гідротехнічних споруд та їх елементів у воді. Це може призвести до серйозних пошкоджень як самих споруд, так і залежних від них елементів гідротехнічних систем. Додатковим фактором негативного впливу на стан гідротехнічних споруд в Україні стали обстріли ракетами, снарядами, дронами та інші ушкодження одержані внаслідок воєнних дій. Тому виникала потреба в розробці пристрою, що може бути використаний при дослідженні відносної статичної та змінної деформації, пластичності, повзучості зразків з різних елементів інженерних конструкцій, матеріалів, елементів, вузлів у гідротехніці, будівництві, промисловості
ОЦІНКА ТОЧНОСТІ РОЗРАХУНКУ ЕТАЛОННОЇ ТА ФАКТИЧНОЇ ЕВАПОТРАНСПІРАЦІЇ ЗА ДАНИМИ ВІРТУАЛЬНОЇ МЕТЕОСТАНЦІЇ ДЛЯ УМОВ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ
No full textThis article evaluates the accuracy of calculating reference and actual evapotranspiration using Virtual Visual Crossing Weather Data (VCWD) and automatic iMetos Base meteorological station data in Polissya, Ukraine. The study confirmed the feasibility of calculating ETo and ETc using VCWD meteorological data. The ETo calculation is 86,1% accurate, with an RMSE and SEE error of 0,76 and 0,49 mm, respectively. The ETo calculation with correction factors for meteorological data increases its accuracy by 1,4%, and the RMSE error decreases by 0,08 mm. The most accurate calculations were obtained using a correction factor of 1,1 to the calculated ETo. With the correction factor applied, the ETo determination accuracy is 88,9%, with RMSE and SEE errors of 0,58 and 0,54 mm, respectively. The ETo data from VCWD were obtained with satisfactory accuracy; the largest errors in the MAPE, RMSE, and SEE were 20,4%, 1.09 mm, and 1,02 mm, respectively. For 2023–2024, the FEA, RMSE, and SEE errors for ETo calculated from VCWD meteorological data, accounting for the 1,1 correction factor, were 10,0–12,2%, 0,55–0,60, and 0,51–0,55 mm, respectively. During the research period, the MAPE, RMSE, and SEE errors for this variant were 9,0%-14,0%, 0,52-0,63 mm, and 0,34-0,56 mm, respectively. The calculation of absolute errors in determining ETo confirms that the most reliable data of reference evapotranspiration are obtained using the correction factor. This option resulted in the smallest average absolute error by years of research, which is 5 mm, and in 2024 this error was 0. In terms of months, the smallest absolute error of 2 mm was observed in May and August, and the largest -13 mm in September.
The results of the calculations of actual evapotranspiration (ETc) of crops showed that using a correction factor of 1,1 to ETo increases the accuracy of ETc calculations. The mean absolute relative error (MAPE) decreased by 2,1% for all crops, and the root mean square error (RMSE) decreased by 0,16, 0,15, and 0,09 mm for corn, potatoes, and blueberries, respectively. The average absolute ETc errors by year of research using a correction factor of 1,1 for ETo were 15,7, and 11 mm for corn, potatoes, and blueberries, respectively. In May, June, and July, the calculated ETc for corn seed was 11,6, and 8 mm lower than the actual values. In August and September, it was 1 and 9 mm higher, respectively. This trend in the errors distribution is also observed for potatoes and blueberries.У статті проведено оцінку точності розрахунку еталонної та фактичної евапотранспірації за даними віртуальної Visual Crossing Weather Data (VCWD) та автоматичної (iMetos Base) метеорологічної станції для умов Полісся України. За результатами досліджень підтверджено можливість розрахунку ЕТо та ЕТс з використанням метеорологічних даних VCWD, точність розрахунку ЕТо становить 86,1%, а похибки RMSE та SEE відповідно становлять 0,76 та 0,49 мм. Розрахунок ЕТо з урахуванням поправочних коефіцієнтів до метеорологічних даних підвищує точність розрахунків ЕТо на 1,4%, а похибка RMSE зменшується на 0,08 мм. Найбільш точні розрахунки отримуються з використанням поправочного коефіцієнту 1,1 до обчисленої ЕТо. З урахуванням поправочного коефіцієнту точність визначення ЕТо становить 88,9%, а похибки RMSE та SEE відповідно становлять 0,58 та 0,54 мм. Дані ЕТо з VCWD отримано із задовільною точністю, а похибки МАРЕ, RMSE та SEE були найбільшими і відповідно становили 20,4%, 1,09 та 1,02 мм. За 2023-2024 рр. досліджень похибки МАРЕ, RMSE та SEE для ЕТо розрахованої за метеорологічними даними VCWD з урахуванням поправочного коефіцієнту 1,1 відповідно становили 10,0-12,2 %, 0,55-0,60 та 0,51-0,55 мм. В розрізі місяців досліджень похибки МАРЕ, RMSE та SEE для цього варіанту відповідно знаходились в межах 9,0-14,0 %, 0,52-0,63 та 0,34-0,56 мм. Розрахунок абсолютних похибок визначення ЕТо підтверджує, що найбільш достовірні дані еталонної евапотранспірації отримуються з використанням поправочного коефіцієнту. За цього варіанту було отримано найменшу середню абсолютну похибку за роками досліджень, яка дорвнює 5 мм,а у 2024 році ця похибка дорівнювала 0. В розрізі місяців найменша абсолютна похибка 2 мм спостерігалась у травні та серпні, а найбільша -13 мм у вересні.
За результатами розрахунків фактичної евапотранспірації (ЕТс) сільськогосподарських культур встановлено, що використання поправочного коефіцієнту 1,1 до ЕТо підвищує точність розрахунків ЕТс. Похибка МАРЕ знизилась на 2,1 % для всіх культур, а похибка RMSE для кукурудзи на насіння, картоплі та лохини щиткової відповідно знизились на 0,16, 0,15 та 0,09 мм. Середні абсолютні похибки ЕТс за роками досліджень з використанням поправочного коефіцієнту 1,1 до ЕТо для кукурудзи на насіння, картоплі та лохини щиткової відповідно становили 15, 7, 11 мм. В травні, червні та липні розрахована ЕТс для кукурудзи на насіння відповідно на 11, 6 та 8 мм менше за фактичні значення, а в серпні та вересні відповідно на 1 та 9 мм більше. Така тенденція розподілу похибок спостерігається і для картоплі та лохини щиткової
ВПЛИВ РІСТ-РЕГУЛЮЮЧИХ ПРЕПАРАТІВ НА КОРМОВУ ПРОДУКТИВНІСТЬ КУКУРУДЗИ В УМОВАХ ПІВДНЯ УКРАЇНИ
No full textThe aim of the research was to determine the productivity of the Ingulsky corn hybrid of the medium-ripening group of maturity depending on seed and plant treatment during the growing season when applying Regoplant and Vermystym biostimulants, as well as the effect of a plant density in different moisture conditions. Methods. The field laboratory and mathematical and statistical methods were used in the course of the research. Results. Irrigation provided an increase in the yield of silage mass by 1,4-2,2 times. Thus, on average, over three years, the highest productivity of corn for silage was observed when having a plant density of 90 thousand/ha without applying biostimulants – 48,6 t/ha and with applying biostimulants – 59,3-64,7 t/ha. The highest dry matter yield of 17,3-18,5 t/ha, feed unit yield of 16,1-17,4 t/ha and digestible protein content of 0,75-0,82 t/ha was obtained when biostimulants were applied when having a plant density of 90 thousand/ha. It was found that in non-irrigated conditions, the highest grain yield was 3,1-4,7 t/ha on the variant with a plant density of 30 thousand/ha. Applying Regoplant biostimulant provided an increase in grain yield by 1,6 t/ha, while applying Vermystym biostimulant provided an increase in grain yield by 1,2 t/ha, respectively. Conclusions. In non-irrigated conditions, it is necessary to apply Vermystym biostimulant with a sowing rate of 70 thousand/ha to obtain the highest yield of fodder units of 9,6 t/ha and 0,42 t/ha of digestible protein content from corn green mass. In irrigated conditions, the seeding rate should be increased to 90 thousand/ha and Regoplant biostimulant should be used to obtain the highest yield of feed units of 17,4 t/ha and 0,87 t/ha of digestible protein content. The cultivation of the Ingulsky hybrid corn for grain in non-irrigated conditions provided the highest yield of 4,7 t/ha with a plant density of 30 thousand/ha and applying Regoplant biostimulant. In irrigated conditions increasing a plant density to 70 thousand/ha and applying Regoplant biostimulant provided the maximum yield of 11,2 t/ha.Метою досліджень було визначити продуктивність гібриду кукурудзи Інгульський середньостиглої групи стиглості залежно від обробки насіння й рослин по вегетації біостимуляторами Регоплант та Вермистим, а також впливу густоти стояння за різних умов зволоження. Методи. У процесі виконання досліджень використовували польовий метод, лабораторний та математично-статистичний методи. Результати. Зрошення забезпечило збільшення врожайності силосної маси до 1,4-2,2 рази. Так, в середньому за три роки, на зрошенні найбільша продуктивність кукурудзи на силосну масу відмічалась за густоти 90 тис./га без підживлення біостимуляторами - 48,6 т/га та з підживленням біостимуляторами – 59,3-64,7 т/га. Найбільший збір сухої речовини 17,3-18,5 т/га, виходу кормових одиниць 16,1-17,4 т/га та перетравного протеїну 0,75-0,82 т/га отримано при внесенні біостимуляторів за густоти 90 тис./га. Встановлено, що за неполивних умов найбільша урожайність зерна становила 3,1-4,7 т/га на варіанті з густотою 30 тис./га. Застосування біостимулятора Регоплант забезпечило прибавку врожаю зерна на 1,6 т/га, а препарату Вермистим відповідно на 1,2 т/га. Висновки. За неполивних умов, для найбільшого виходу з зеленої маси кукурудзи кормових одиниць 9,6 т/га й 0,42 т/га перетравного протеїну необхідно застосовувати біостимулятор Вермистим з нормою висіву 70 тис./га. На зрошенні варто збільшувати норму висіву до 90 тис./га й використовувати біопрепарат Регоплант з отриманням найбільшого виходу кормових одиниць 17,4 т/га й 0,87 т/га перетравного протеїну. Вирощування гібриду кукурудзи Інгульський на зерно за неполивних умов забезпечило найбільшу врожайність 4,7 т/га із густотою стояння 30 тис./га та застосування препарату Регоплант. На зрошенні збільшення густоти стояння рослин до 70 тис./га й застосування цього ж препарату, забезпечує максимальну врожайність 11,2 т/га
SPATIAL AND TEMPORAL CHANGES IN THE ECOLOGICAL AND RECLAMATION STATE OF DRAINLESS AREAS
Get PDFThe article presents the results of studies of spatial and temporal changes in the ecological and land reclamation status of drainless areas based on the use of high and medium spatial resolution satellite data. The authors assessed the geomorphological, hydrogeological, soil and land reclamation conditions of the steppe zone of Ukraine and noted that heterogeneous natural conditions such as relief, geomorphology, groundwater, soils and rocks of the active water exchange zone contributed to the development of processes of harmful effects of water and the nature of their manifestation. A large drainless area, the Petrivskyi depression in the area of the Kakhovka irrigation system, was chosen as the object of study. The processes of land degradation on the territory of the sub were identified by detecting various manifestations of spectral and textural changes in soil and vegetation surfaces under the influence of water and wind erosion, and an unbalanced land use system based on satellite images of various earth surface scanning systems. Changes were identified and studied by vegetation, soil, and water spectral indices, which made it possible to observe the flooding of the territory. Observations were carried out in different years and cover a period of more than 40 years: 1985-2015 - the most active flooding of the territory was observed; 2002, 2003 and 2005 - large-scale winter-spring flooding; 2018-2024 - the absence of a drainage system that is in decline was recorded; 2023, 2024 - the impact of hostilities on the territory of the pad. Based on the results of studies of the spatial differentiation of soil emissions and their temporal dynamics, the authors have developed a complex indicator that is a function of three components - the spectral indices NDVI, NDWI and CM. Verification of the studies of the period 1991-2017 of the averaged values of the spectral indices showed that the closest correlation exists between NDWI and NDVI and is 0,92. The experimental area was analyzed for soil fertility in contrast to the depleted soils of the pudu. It was determined that with the change in humus concentration, the color of the topsoil changes, which in turn causes changes in the spectral characteristics of the satellite image.
Through long-term observations, the spatial and temporal changes in the ecological and reclamation state of the drainless area and the probability of loss of the functional resource of the reclamation system as a whole were studied.У статті викладено результати досліджень просторово-часових змін еколого-меліоративного стану безстічних територій, які ґрунтуються на використанні супутникових даних високого та середнього просторового розрізнення. Автори оцінили геоморфологічні, гідрогеологічні та ґрунтово-меліоративними умови степової зони України та зазначили, що неоднорідні природні умови такі як рельєф, геоморфологія, підземні води, ґрунти та породи зони активного водообміну, сприяли розвитку процесів шкідливої дії вод та характеру їх прояву. За об’єкт дослідження обрано велику безстічну територію - Петрівський под в районі Каховської зрошувальної системи. Процеси деградації земель на території поду ідентифіковано шляхом виявлення різноманітних проявів спектрально-текстурних змін ґрунтово-рослинних поверхонь під дією водної та вітрової ерозії, незбалансованої системи землекористування на основі супутникових знімків різних систем сканування земної поверхні. Зміни визначали і вивчалися за вегетаційними, ґрунтовими і водними спектральними індексами, що дозволило спостерігати за підтопленням території. Спостереження велися в різні роки і в цілому охоплюють період у понад 40 років: 1985-2015 рр. - спостерігалися найактивніші підтоплення території; 2002, 2003 і 2005 рр. – масштабні зимово-весняні затоплення; 2018-2024 рр. – зафіксована відсутність роботи дренажної системи, яка знаходиться у занепаді; 2023, 2024 рр. - вплив ведення бойових дій на територію поду. За результатами досліджень просторової диференціації ґрунтових виділів, а також їх часової динаміки авторами розроблено комплексний показник, який є функцією трьох складових - спектральних індексів NDVI, NDWI та CM. Верифікація досліджень періоду 1991-2017 рр. усереднених значень спектральних індексів показала, що найбільш тісний кореляційний зв'язок існує між NDWI та NDVI і становить 0,92. Дослідну територію було проаналізовано щодо родючості ґрунтів на контрасті зі збідненими ґрунтами поду. Визначено, що із зміною концентрації гумусу змінюється забарвлення верхнього шару ґрунту, що в свою чергу викликає зміни в спектральних характеристиках супутникового знімка.
Шляхом багаторічних спостережень вивчено просторово-часові зміни еколого-меліоративного стану безстічної території та ймовірність втрати функціонального ресурсу меліоративної системи в цілому
ВПЛИВ ЗРОШЕННЯ НА ЗАСЕЛЕННЯ КУКУРУДЗИ ПОПЕЛИЦЕЮ
No full textMaize (Zea mays L.) is a crucial crop for both Ukraine and the global agricultural sector, serving as a key staple and export commodity. Ukraine ranks among the top ten maize producers worldwide, with annual production reaching 27-35 million tons and exports of 20-25 million tons. Irrigation significantly enhances maize yield, potentially increasing productivity from 6,8-7,0 tons per hectare to 12-15 tons per hectare. Given the importance of maize for food security, economic stability, and international trade, understanding factors that influence its productivity is essential. One of the major challenges in the Steppe, Forest-Steppe, and Polissia regions of Ukraine is the irregular water regime, which limits the full utilization of soil potential. Effective irrigation management not only improves water use efficiency and soil health but also promotes the proliferation of beneficial organisms, contributing to increased crop resilience.
This study, conducted from 2020 to 2023 in the Kyiv region, investigated the development and population dynamics of aphids (Aphididae spp.) on irrigated and non-irrigated maize, alongside the role of natural predators in regulating aphid abundance. Experimental plots of 50 m² were established using a randomized design with four replications. The maize hybrid P9074 (FAO 330) was grown under controlled irrigation with water-jet sprinklers, while control plots relied on natural precipitation. Meteorological data, including air temperature, precipitation, and the Selyaninov hydrothermal coefficient (SHC), were recorded to assess their impact on aphid population density.
Results indicated that aphid infestation was higher on irrigated plots, particularly during the tassel emergence and flowering stages. Average infestation in irrigated areas reached 47,8 % during maize ripening, compared to 42,8 % in non-irrigated fields. A moderate negative correlation was found between precipitation and aphid infestation (r = -0,34), while a weak positive correlation existed with air temperature (r = 0,19). Irrigation was found to modify the microclimate significantly, reducing air temperature by 2,4-6,1 °C and increasing humidity to 78-100 %, depending on timing and water volume, with nocturnal irrigation producing the most gradual changes.
In addition, irrigation enhanced the abundance of natural aphid predators. Populations of Coccinellidae and Chrysopidae were 2,2 and 1,7 times higher, respectively, in irrigated fields compared to non-irrigated plots. Key predator species, including Chrysopa carnea Steph., played a critical role in controlling aphid populations, demonstrating that irrigation can indirectly support biocontrol mechanisms.
Overall, the study highlights that irrigation not only increases maize productivity but also influences aphid population dynamics and predator activity. These findings emphasise the importance of integrated water and pest management strategies to optimise crop yields and strengthen the ecological resilience of maize agroecosystems in Ukraine.Кукурудза (Zea mays L.) є важливою культурою для аграрного сектора як України, так і для світу, оскільки є основним товаром для експорту. Україна входить до десятки найбільших виробників кукурудзи в світі з річним виробництвом 27-35 мільйонів тон та експортом 20-25 мільйонів тон. Зрошення значно підвищує врожайність кукурудзи, потенційно збільшуючи врожайність з 6,8-7,0 т/га до 12-15 т/га. Враховуючи важливість кукурудзи для продовольчої безпеки, економічної стабільності та міжнародної торгівлі, розуміння факторів, які впливають на її продуктивність, має важливе значення. Однією з основних проблем Степу, Лісостепу та Полісся України є нерівномірний водний режим, що обмежує повне використання потенціалу родючості ґрунту. Ефективне управління зрошенням не тільки покращує ефективність використання води, але й сприяє розмноженню корисних організмів, поліпшуючи здоров’я екосистеми ґрунту та сприяючи підвищенню стійкості врожаю сільськогосподарських культур.
У цьому дослідженні, яке проводилося з 2020 по 2023 рік у Київській області, вивчався розвиток та динаміка популяцій попелиць (Aphididae spp.) на зрошуваних та незрошуваних посівах кукурудзи, а також роль природних хижаків у регулюванні чисельності попелиць. Експериментальні ділянки площею 50 м² були створені за допомогою рандомізованого дизайну за чотирьох кратного повторення. Гібрид кукурудзи P9074 (ФAO 330) вирощували в умовах контрольованого зрошення, тоді як контрольні ділянки закладалися за природного – у вигляді опадів. Для оцінки впливу на щільність популяції попелиці реєстрували метеорологічні дані, включаючи температуру повітря, опади та гідротермічний коефіцієнт.
Результати показали, що заселення попелицею рослин кукурудзи було вищим на зрошуваних ділянках, особливо у фенофазу викидання волоті та цвітіння. Середня заселеність на зрошуваних площах досягла 47,8 % під час дозрівання кукурудзи порівняно з 42,8 % на незрошуваних полях. Помірну негативну кореляцію виявлено між сумою опадів і заселенням попелицями (r = -0,34), а слабку позитивну між температурою повітря і заселенням попелицями (r = 0,19). Було відмічено, що зрошення суттєво змінює мікроклімат, знижуючи температуру повітря на 2,4-6,1°C і підвищуючи вологість до 78-100%, залежно від часу проведення цього агроприйому та об’єму використаної води. При цьому полив у вечірні та нічні години найбільш плавно впливав на зміну температури і відносної вологості повітря.
Крім того, зрошення збільшувало чисельність природних хижаків попелиці. Щільність популяції представників родин Coccinellidae та Chrysopidae була в 2,2 та 1,7 рази відповідно вищою на зрошуваних полях, порівняно з незрошуваними ділянками. Ключові види хижаків, у тому числі Chrysopa carnea Steph., відіграли вирішальну роль у контролі популяцій попелиці. Це вказує на те, що зрошення може опосередковано підтримувати механізми біоконтролю.
Загалом дослідження підкреслює, що зрошення не тільки підвищує продуктивність кукурудзи, але також впливає на динаміку популяції попелиці та активність хижаків. Ці результати висвітлюють важливість інтеграції зрошення посівів культури із стратегією боротьби зі шкідниками для посилення екологічної стійкості агроекосистем кукурудзи та оптимізації її врожайності в Україні
ЗНЕВОДНЕННЯ ОСАДІВ СТІЧНИХ ВОД З ВИКОРИСТАННЯМ БІОФЛОКУЛЯЦІЇ
No full textSludge dewatering is a crucial stage in wastewater treatment that significantly affects treatment facilities' environmental and economic efficiency. This article explores the issue of wastewater sludge dewatering using bioflocculation, a biotechnology that involves the natural process of particle aggregation involving microorganisms or their metabolites. Biological wastewater treatment remains a leading approach globally and in Ukraine; however, existing sludge dewatering methods face limitations due to high costs and insufficient efficiency. Bioflocculation helps reduce sludge moisture content, increase dry matter concentration, and decrease waste volume, contributing to resource savings and reduced chemical load. The study analyzes the impact of microbial bioflocculants on sedimentation and dewatering processes, particularly exopolysaccharides produced by Bacillus, Pseudomonas, and Klebsiella bacteria. Parameters influencing efficiency, such as dosage, contact time, pH, and aeration, are considered. Combining bioflocculation with conventional methods, such as centrifugation and mechanical thickening, enhances treatment efficiency while reducing energy and reagent consumption. Special attention is given to the potential implementation of bioflocculation at Ukrainian treatment plants, where the local production of microbial bioflocculants could replace synthetic polymers. Key influencing factors — microbial community composition, physicochemical properties of sludge, and cultivation conditions — are analyzed for their impact on process stability. The advantages of bioflocculation are outlined, including environmental friendliness, reduced product toxicity, improved dewatering, and cost reduction. At the same time, challenges such as microbial adaptation, wastewater variability, and the need for further research to implement the technology are acknowledged. Therefore, bioflocculation is a promising approach to improving wastewater treatment and sludge dewatering, aligning with modern environmental standards and supporting sustainable waste management.Зневоднення осадів стічних вод є важливим етапом очищення, що значно впливає на екологічність і економічність роботи очисних споруд. У статті досліджується проблема зневоднення осадів стічних вод із застосуванням біофлокуляції — біотехнології, що базується на природному процесі агрегації частинок за участі мікроорганізмів або їх метаболітів. Біологічне очищення стічних вод залишається провідним напрямом у світі та Україні, проте існуючі методи зневоднення осадів мають обмеження через високі витрати та недостатню ефективність. Біофлокуляція дозволяє знизити вологість осаду, підвищити концентрацію сухих речовин і зменшити об’єм відходів, що сприяє економії ресурсів та зменшенню хімічного навантаження. У роботі проаналізовано вплив різних мікробних біофлокулянтів, зокрема екзополісахаридів бактерій Bacillus, Pseudomonas, Klebsiella, на процеси осадження та зневоднення. Розглянуто параметри, що впливають на ефективність, зокрема дозування, час контакту, pH і аерацію. Поєднання біофлокуляції з традиційними методами, такими як центрифугування і механічне ущільнення, підвищує ефективність очищення, знижуючи споживання енергії і реагентів. Особливу увагу приділено можливостям впровадження біофлокуляції на очисних спорудах України, де внутрішнє виробництво біофлокулянтів мікроорганізмами може замінити синтетичні полімери. Проаналізовано ключові чинники — склад мікрофлори, фізико-хімічні властивості осаду, умови культивування — що впливають на стабільність процесу. Визначено переваги біофлокуляції: екологічність, зниження токсичності продуктів, покращене зневоднення і зниження витрат. Водночас відзначено виклики, пов’язані з адаптацією мікроорганізмів, варіабельністю стічних вод і потребою подальших досліджень для впровадження технології. Отже, біофлокуляція є перспективним напрямом для підвищення ефективності очищення стічних вод і зневоднення осадів, що відповідає сучасним екологічним вимогам і сприяє сталому управлінню відходами
ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ АНОЛІТІВ АНК ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ СИСТЕМ КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ ВІД ЗАБРУДНЕНЬ БІОЛОГІЧНОГО ПОХОДЖЕННЯ
No full textAbstract. The prospects for using neutral anolytes ANK of Ukrainian producers for cleaning emitters and pipelines of drip irrigation systems from contaminants of biological origin have been studied. The relaxation characteristics of the neutral anolytes ANK were determined, changes in their main characteristics (TDS, ppm, pH; ORP, mV) were established depending on the degree of dilution with water, and an assessment of the market and production capacities of anolytes ANK in Ukraine was performed. The laboratory, laboratory-analytical, field, and mathematical-statistical comparative research methods were applied to determine the effectiveness of flushing the emitters and drip irrigation pipelines with environmentally safe neutral anolytes ANK of Ukrainian manufacturers ("AQUA SALIS", "Krystal", and "Secobren") and environmentally hazardous 15% sodium hypochlorite produced in the People’s Republic of China (PRC). The presence of a biological component of contaminants was determined using the Biuret reaction. It has been found that obtaining effective solutions for flushing emitters and pipelines of drip irrigation systems from contamination of biological origin, with an ORP of not less than +750 mV, is possible by diluting the anolytes ANK produced by "Aquasalis", "Krystal", and "Secobren" with irrigation water in a 1:40 ratio; produced by "Sterilox", "Vitalmix" and "Allsteril" - in a 1:20 ratio.
Visual and quantitative indicators of the quality of flushing the emitters and drip irrigation pipelines from contaminants of biological origin were obtained. In laboratory, it was determined that the flow rate of drip pipelines with 20 emitters clogged with biological contaminants after washing with hypochlorite "AquaDoctor", depending on the pressure, increased by 17,6...52,3%, with anolyte "Krystal" - by 23,7...92,0%. Field flushing of 136 m long drip irrigation pipelines with 340 emitters with anolytes ANK resulted in an increase in the flow rate of one pipeline by 8 l/h, and the other - by 13 l/h.
It has been found that neutral anolytes ANK produced in Ukraine are an effective and environmentally safe alternative to chemicals (chlorine, 15% sodium hypochlorite, chlorine dioxide, and hydrogen peroxide), which are currently used to flush emitters and drip irrigation pipelines from contaminants of biological origin. It was determined that Ukrainian production capacities for anolytes ANK are capable of meeting the needs of Ukrainian farmers for flushing emitters and drip irrigation pipelines.Досліджено перспективи використання вітчизняних нейтральних анолітів АНК для очищення емітерів і трубопроводів систем краплинного зрошення від забруднень біологічного походження. Визначено релаксаційні характеристики вітчизняних нейтральних анолітів АНК, встановлено зміни їх основних характеристик (TDS, ppm; pH; ORP, mV) залежно від ступеню розведення водою, виконано оцінку ринку та потужностей вітчизняного виробництва анолітів АНК. Застосовано лабораторні, лабораторно-аналітичні, польові та математико-статистичні порівняльні методи досліджень з визначення ефективності промивки емітерів і трубопроводів краплинного зрошення екологічно безпечними нейтральними анолітами АНК вітчизняних виробників ("AQUA SALIS", «Кристал» та «Секобрен») і екологічно небезпечним 15% гіпохлоритом натрію виробництва КНР. Наявність біологічної компоненти забруднень з’ясовувалась за допомогою Біуретової реакції. Встановлено, що отримання ефективних розчинів для промивки емітерів і трубопроводів систем краплинного зрошення від забруднень біологічного походження, з ОВП не меншим, ніж +750 мВ , можливо за розведення поливною водою вітчизняних анолітів АНК «Aquasalis», «Кристал» і «Секобрен» в пропорції 1:40; «Sterilox», «Vitalmix» та «Аllsteril» - в пропорції 1:20.
Отримано візуальні і кількісні показники якості промивки емітерів і трубопроводів краплинного зрошення від забруднень біологічного походження. В лабораторних умовах визначено, що витрата краплинних трубопроводів з 20-ма емітерами, засмічених біологічними забрудненнями, після промивки гіпохлоритом «AquaDoctor», залежно від тиску, зросла на 17,6…52,3%, анолітом «Кристал» - на 23,7…92,0%. Промивка в польових умовах трубопроводів краплинного зрошення довжиною 136 м з 340 емітерами анолітами АНК призвела до збільшення витрат одного трубопроводу на 8 л/год, іншого – на 13 л/год.
Встановлено, що нейтральні аноліти АНК вітчизняного виробництва є ефективною і екологічно безпечною альтернативою хімічним речовинам (хлору, 15% гіпохлориту натрію, діоксиду хлору і пероксиду водню), які сьогодні використовуються для промивки емітерів і трубопроводів краплинного зрошення від забруднень біологічного походження. Визначено, що вітчизняні потужності виробництва анолітів АНК спроможні забезпечити потреби українських аграріїв для промивки емітерів і трубопроводів краплинного зрошення
СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ ВІДНОВЛЕННЯ ТА МОДЕРНІЗАЦІЇ МЕЛІОРАТИВНИХ СИСТЕМ В СУЧАСНИХ УМОВАХ
No full textAlthough Ukraine has a modern, scientifically sound, properly enshrined at the legislative and executive levels of the state policy on land reclamation development, the main goal of which is to create an efficient irrigation and drainage sector managed with the participation of water users as the basis for transforming Ukraine into one of the world leaders in food production and export in the context of climate change, the main task of this policy, namely, increasing the area of irrigation and water regulation, is practically not being fulfilled. This is the result of fetishizing the role of the creation of water management organizations and transferring only working irrigation and drainage systems to the ownership of the grassroots level of irrigation and drainage infrastructure. As a result, and due to the lack of a mechanism and sources of VAT payment for the infrastructure transferred to the ownership of the WUCs, the latter are unable to ensure the registration of ownership rights to it and, as a result, to increase the area of irrigation and water regulation by developing and implementing projects for the reconstruction and modernization of this infrastructure, even if they have their own funds for their implementation.
In addition to the military aggression of the russian federation, the reasons for the stagnation of the process of increasing irrigation and water regulation are also the lack of mechanisms for creating water management companies on non-operational irrigation and drainage systems, financial support through access to medium- and long-term preferential loans for the implementation of irrigation and water regulation works on non-operational irrigation and drainage systems by water management companies, failure to implement the "Action Plan...", first of all, works on inventory, financial, technical and energy audit of existing irrigation and drainage systems, audit of the use of irrigated and drained lands, feasibility studies and projects for the involvement of water resources of the Danube River. Danube River, restoration of the water-regulating and water-storage capacity of Polissya and a number of other tasks without which the full launch of the process of increasing irrigation and water regulation is impossible.Наявність в Україні сучасної науково обґрунтованої, належним чином закріпленої на законодавчому та виконавчому рівнях державної політики з розвитку меліорації земель, основною метою якої є створення ефективного сектору зрошення та дренажу, керованого за участю водокористувачів, як основи перетворення України на одного із світових лідерів виробництва та експорту продовольства в умовах зміни клімату, головне задання цієї політики, а саме нарощування площ поливу та водорегулювання, практично не виконується. Це стало наслідком фетишизації ролі в нарощуванні площ зрошення та водорегулювання процесів створення ОВК та передачі їм у власність низової ланки зрошувальної та дренажної інфраструктури лише працюючих систем зрошення та дренажу . Внаслідок цього, а також через відсутність механізму та джерел сплати ПДВ за інфраструктуру, що передається у власність ОВК, останні не в змозі забезпечити реєстрацію прав власності на неї і, як наслідок, здійснювати нарощування площ зрошення та водорегулювання шляхом розроблення та реалізації проектів з реконструкції та модернізації цієї інфраструктури навіть за наявності власних коштів на їх виконання.
Причинами стагнації процесу нарощування площ поливу та водорегулювання, окрім військової агресії рф, є також відсутність механізмів створення ОВК на непрацюючих системах зрошення та дренажу, фінансової підтримки через доступ до середньо – та довгострокових пільгових кредитів виконання ОВК робіт з відновлення зрошення та водорегулювання на непрацюючих системах зрошення та дренажу, невиконання передбачених «Планом заходів…», в першу чергу робіт з інвентаризації, фінансового, технічного та енергетичного аудиту наявних систем зрошення та дренажу, аудиту використання зрошуваних та осушуваних земель, ТЕО та проектів залучення водних ресурсів р. Дунай, відновлення водорегулюючої і водоакумулюючої здатності Полісся та ряду інших завдань без виконання яких повноцінний запуск процесу нарощування площ поливу та водорегулювання неможливий