Технологии возделывания кормовых культур при орошении животноводческими сточными водами

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 

Департамент образования, научно-технологической политики  

и рыбохозяйственного комплекса 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования 

«Волгоградский государственный аграрный университет» 

 

 

А.С. Овчинников, В.В. Мелихов,  

С.Я. Семененко, О.М. Агеенко 

 

ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КОРМОВЫХ  

КУЛЬТУР ПРИ ОРОШЕНИИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИМИ  

СТОЧНЫМИ ВОДАМИ 

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ 

 

 для обучающихся по направлениям  

бакалавриата 20.03.01 и магистратуры 20.04.02  

Природообустройство и водопользование,  

бакалавриата 35.03.11 и магистратуры 35.04.10  

Гидромелиорация 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Волгоград 

Волгоградский ГАУ 

2021 

УДК 631.67:628.3 
ББК 40.62 
Т - 38 
 
Рецензенты:  
доктор сельскохозяйственных наук, профессор РАН, директор ФГБНУ «Прика-
спийский аграрный научный центр Российской академии наук» Н.В. Тютюма; 
директор института естественных наук, доктор сельскохозяйственных наук, до-
цент, профессор кафедры «Экология и природопользование» ФГАОУ ВО «Вол-
гоградский государственный университет»  Иванцова Е.А.    
 
           
Т-38      Технологии возделывания кормовых культур при орошении животновод-
ческими сточными водами: учебное пособие для обучающихся по направлениям 
бакалавриата 20.03.01 и магистратуры 20.04.02 Природообустройство и водополь-
зование, бакалавриата 35.03.11 и магистратуры 35.04.10 Гидромелиорация /            
А.С. Овчинников, В.В. Мелихов, С.Я. Семененко, О.М. Агеенко. –  Волгоград:               
ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2021. - 216 с. 

 

ISBN 978-5-4479-0265-0 

 

В данном пособии приведены общие сведения о сточных водах, их проис-

хождении и подготовке к использованию для полива сельскохозяйственных 
культур. Рассмотрены виды поливов, режимы орошения, технологии выращива-
ния кормовых культур в гумидной и аридной зонах. Представлены научно-
практические разработки отечественных исследователей в области использова-
ния стоков, технологий их внесения с обеспечением экологической и эпидемио-
логической безопасности, обоснована экономическая эффективность применяе-
мых технологий. 

Пособие рассчитано на применение в учебном процессе для обучающихся 

по направлениям бакалавриата 20.03.01 и магистратуры 20.04.02 Природообу-
стройство и водопользование, бакалавриата 35.03.11 и магистратуры 35.04.10 
Гидромелиорация  для следующих областей деятельности: проектная, изыска-
тельская, научно-исследовательская, природоохранное обустройство территории 
и т.д. 

Материалы пособия рассчитаны также на специалистов, работающих в сфере 

эксплуатации оросительных систем и орошаемых земель с использованием живот-
новодческих стоков для повышения экологической безопасности агроландшафтов, 
сельскохозяйственного производства, человека и его качества жизни. 

 

УДК 631.67:628.3 
ББК 40.62 
 

 

ISBN 978-5-4479-0265-0                                   © ФГБОУ ВО Волгоградский  

государственный аграрный  
университет, 2021  
© Авторы, 2021 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение………………………………………………………………………………
4

Глава 1. Общие сведения о животноводческих сточных водах…………………...
8

1.1
Основные специальные термины и определения………………………...
8

1.2
Происхождение, классификации, состав и удобрительные свойства…...
11

1.3
Специфика методики исследований и оценка пригодности стоков для 
орошения…………………………………………………………………….
25

1.4
Системы удаления навоза и подготовка животноводческих стоков к 
орошению …………………………………………………………………..
37

1.5  
Буферная способность почвы и водоёмов………………………………...
54

1.6  
Краткая история использования сточных вод…………………………….
62

1.7  
Подбор сельскохозяйственных культур для земледельческих полей 
орошения……………………………………………………………………
68

Глава 2. Виды поливов, способы и техника полива……………………………….

2.1 Виды поливов и учёт почвенно-климатических условий……………….
2.2 Способы орошения и техника полива………………………………………

2.2.1 Поверхностное орошение……………………………………………..
2.2.2 Дождевание…………………………………………………………….
2.2.3 Внутрипочвенное орошение………………………………………….
2.2.4 Полив при вспашке……………………………………………………

2.3 Выбор способа орошения……………………………………………………

Глава 3. Технологии выращивания кормовых и зерновых культур в зоне не-

устойчивого увлажнения…………………………………………………

3.1 Люцерна……………………………………………………………………….
3.2 Озимая пшеница……………………………………………………………...

Глава 4. Технологии выращивания кормовых культур в аридной зоне…………..

4.1 Люцерна……………………………………………………………………….
4.2 Кукуруза………………………………………………………………………
4.3 Сахарное сорго…………………………………………………….………….
4.4 Овсяница тростниковая……………………………………………………...
4.5 Клевер…………………………………………………………………………
4.6 Методы контроля качества технологических процессов………………….

Глава 5. Обеспечение экологической и эпидемиологической безопасности ис-

пользования животноводческих сточных вод при орошении………….

5.1 Влияние орошения на качество продукции и экологическое состояние 

агроландшафтов…………………………………………………………...

5.2 Обеспечение эпидемиологической безопасности использования живот-

новодческих сточных вод…………………………………………………

Глова 6. Эколого-экономическая эффективность использования животноводче-

ских сточных вод на орошение кормовых культур……………………..

73
73
81
82
91
113
126
131

133
133
140
145
145
150
154
165
170
173

178

178

187

196

Литература……………………………………………………………………………
210

 

 

ВВЕДЕНИЕ 

Основой жизнедеятельности является обмен между организмами и 

окружающей средой: одни организмы потребляют и усваивают необходи-

мые вещества и отдают ненужные, переработанные и бесполезные для не-

го. Другие организмы умеют перерабатывать сложные вещества, разбирая 

их до простейших элементов и возвращать их в прежнее состояние для но-

вого употребления. Природа, сомкнув начальное и конечное звенья трофи-

ческой цепи, превратила прямую линию поступательного движения в 

кольцевую и, следовательно, в бесконечную. При этом главным условием 

является соизмеримость объёмов поступления и переработки, в противном 

случае может наступить экологическая катастрофа.  

Природные комплексы, и входящая в них гидрографическая сеть, 

способны к самоочистке от различных загрязнителей, однако её интенсив-

ность зависит от мощности нагрузки. Крупные животноводческие ком-

плексы, строительство которых интенсивно идёт в стране, являются регио-

нальными источниками загрязнения агроландшафтов. Они располагаются 

в различных ландшафтно-географических зонах и являются крупными ан-

тропогенными включениями, оказывающими существенное влияние на со-

стояние окружающей среды. Сброс неочищенных сточных вод в компо-

ненты окружающей природной среды приводит к негативным последстви-

ям, а в некоторых случаях – и к необратимым нарушениям экологического 

равновесия в агроландшафтах. Сегодня можно с достаточной степенью 

надежности констатировать, что в России практически не осталось эколо-

гически чистых природных водоисточников. Вследствие этого резко 

обострилась проблема обеспечения населения качественной питьевой во-

дой. Значительный негативный вклад в деградацию водоисточников стра-

ны привносит животноводство. 

Продолжающийся рост городов и населения в целом по стране не 

снимает с повестки дня и проблему обеспечения населения продуктами 

животноводства. Сделанный в 60-80 годах крен в решении этой проблемы 

за счет строительства крупных животноводческих комплексов в значи-

тельной мере усугубил негативные тенденции изменения качества водных 

ресурсов и сопрягающих агроландшатов. Сегодня в стране имеются сотни 

комплексов по производству молока, говядины и свинины на производ-

ственной основе. Высокая степень механизации и автоматизации процесса 

производства продукции животноводства ставит крупные комплексы в 

разряд высокорентабельных предприятий. 

Вместе с тем производство мяса и молока на промышленной основе 

имеет и свои негативные стороны. На крупных комплексах в результате 

концентрации большого поголовья животных на ограниченных площадях 

и их бесподстилочного содержания образуются большие массы жидкого 

навоза и навозных стоков, которые в зависимости от вида животных и си-

стемы навозоудаления составляют от 250 до 300 т/сут (от 90 тысяч до 1 

млн. т /год.) Эти высококонцентрированные, по органическим и минераль-

ным веществам сточные воды, имеют к тому же высокую бактериальную 

обсемененность. Установлено, что количество загрязнений, образующихся 

на комплексах, эквивалентно загрязнениям, поступающим в окружающую 

среду от крупных городов. Например, содержание загрязнений в стоках от 

комплекса на 10 тыс. голов КРС и от комплекса на 108 тыс. голов свиней 

эквивалентно загрязнениям от города с населением 160 тысяч и 2,2 млн. 

жителей соответственно. 

Почти 2300 крупных животноводческих и птицеводческих ферм и 

комплексов страны производят до 1 млрд. м3 в год навозосодержащих 

сточных вод. 

Хранение, обезвоживание и утилизация огромных количеств жид-

кого навоза является сегодня серьезной гигиенической и экологической 

проблемой. Особенно остро она стоит в регионах, где реки в основном 

имеют малый расход воды и ограниченную самоочищающую способ-

ность. Крупные комплексы являются мощными загрязнителями воздуха, 

а скопление на ограниченной территории большого количества живот-

ных создает сложную ветеринарную проблему - поддержание здоровья у 

всего поголовья. 

Проблемы загрязнения окружающей среды отходами животновод-

ства не решаются автоматически с уменьшением размеров хозяйства. Это 

подтверждается практикой нарождающихся сравнительно небольших фер-

мерских хозяйств. При недоучете экологических требований их негативное 

воздействие на окружающую среду остается на высоком уровне. 

Концепция успешного решения большинства экологических проблем 

предполагает повсеместное внедрение во всех сферах народного хозяйства 

малоотходных и безотходных технологий. Одним из важнейших элементов 

безотходной технологии является замкнутая система водопользования, ос-

нованная на использовании эффективности почвенной очистки жидкой 

фракции сточных вод. 

Технологии утилизации животноводческих стоков имеют свои осо-

бенности, обусловленные тем, что они, с одной стороны, обладают высо-

ким удобрительным потенциалом, а с другой тем, что в них заключается 

большое количество различного рода химических и бактериальных загряз-

нений, представляющих опасность для окружающей среды и являющихся 

потенциальным источником многих заболеваний в связи с продолжитель-

ной жизнедеятельностью болезнетворных микроорганизмов в стоках. 

Имея такой состав, животноводческие стоки для сельского хозяйства 

являются источником органического удобрения, а для водного хозяйства – 

источником загрязнения подземных и поверхностных вод.  

Наиболее перспективное направление в решении проблем охраны 

водных ресурсов и экономного их расходования – использование животно-

водческих стоков для орошения сельскохозяйственных культур. В резуль-

тате воздействия микроорганизмов, находящихся в почве, происходит 

естественная очистка стоков, а органические и минеральные вещества, со-

держащиеся в них, способствуют повышению плодородия почв и урожай-

ности сельскохозяйственных культур. В результате такого использования 

обеспечивается круговорот биологически важных элементов почвенного 

плодородия для земель, надежная охрана водных ресурсов и окружающей 

среды от загрязнения. 

Для полива животноводческими сточными водами используются 

традиционные способы орошения: поверхностное, внутрипочвенное, дож-

девание. 

Задачей научного сопровождения сельскохозяйственного производ-

ства является разработка и внедрение технологий, их элементов, а также 

машин, орудий и механизмов, максимально адаптированных к условиям 

конкретного поля с целью получения заданного уровня урожайности без 

нарушения экологического равновесия орошаемых агроландшафтов. 

 

                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТОЧНЫХ ВОДАХ 

 

1.1 Основные специальные термины и определения 

 
Смысловая точность, являющаяся признаком научного стиля повест-

вования, достигается тщательным подбором слов и использованием специ-

альных терминов в значении, соответствующем обсуждаемой тематике, 

для точного понимания и исключения двоякого или неясного их изложе-

ния, в связи с чем, нормативная, справочная и учебная литература должна 

содержать расшифровку специальных терминов и определений. 

Биологические пруды - искусственно созданные водоемы, предназна-

ченные для биологической самоочистки и доочистки сточных вод, живот-

новодческих стоков, поверхностного и дренажного стока. 

Биоинженерное сооружение - водоохранное сооружение, в котором 

сообщества высшей водной растительности (ВВР) естественного или ис-

кусственного происхождения используются для очистки (доочистки) воды 

от загрязняющих примесей. 

Ботаническая площадка - биоинженерное сооружение, представля-

ющее собой мелководную акваторию произвольной конфигурации с зарос-

лями ВВР для очистки и доочистки сточных вод, поверхностного и дре-

нажного стока. 

Буферные площадки - сооружения, предназначенные для аккумули-

рования и доочистки поверхностного стока с полей, орошаемых сточными 

водами. 

Влагозарядковый полив - полив во вневегетационный период для со-

здания к началу вегетации необходимых запасов влаги в корнеобитаемом 

слое почвы. 

Водооборотная система - оросительные системы с использованием 

сточных вод (ОССВ) с сооружениями, обеспечивающими сбор, аккумулиро-

вание и использование на орошение дренажного и поверхностного стока. 

Годовая норма внесения животноводческих стоков - общий объем 

животноводческих стоков, вносимый на 1 га для получения проектной 

урожайности сельскохозяйственных культур. 

Животноводческие стоки - жидкая часть навозных стоков или жид-

кого навоза после разделения их на фракции. 

Земледельческие поля орошения (ЗПО) - ОССВ с полным приемом 

годового объема сточных вод объекта канализования. 

Искусственная биологическая очистка - биохимическое разрушение 

(минерализация) органических веществ микроорганизмами (биофильтры, 

аэротенки, метантенки). 

Механическая очистка - очистка жидкого навоза, навозных стоков и 

сточных вод от взвешенных веществ. 

Накопитель - емкость для аккумулирования сточных вод или живот-

новодческих стоков для их последующего использования на орошение и 

удобрение. 

Обвалование - ограждение территории земляными валиками или 

дамбами. 

Оросительная норма - количество воды, подаваемое на орошение 

сельскохозяйственных культур за вегетационный период дополнительно к 

естественным запасам влаги с целью поддержания оптимальной влажности 

корнеобитаемого слоя почвы или общее количество (сумма) поливных 

норм, подаваемых в течение предпосевного, вегетационных и влагозаряд-

ковых поливов на 1 га посевов.  

Оросительные системы с использованием сточных вод и животно-

водческих стоков (ОССВ) - специализированные гидромелиоративные си-

стемы, предназначенные для естественной почвенно-биологической 

очистки и доочистки предварительно подготовленных сточных вод и жи-

вотноводческих стоков, повышения продуктивности земельных угодий и 

защиты водных источников от загрязнения. 

Отстаивание (осветление) - механическая очистка сточных вод и 

животноводческих стоков путем осаждения взвешенных веществ под дей-

ствием гравитации. 

Очистные сооружения - специальные инженерные сооружения, 

предназначенные для проведения очистки сточных вод и животноводче-

ских стоков от загрязнения. 

Подготовка сточных вод - обработка сточных вод для изменения 

механического состава, физико-химических свойств и обеззараживания 

перед их использованием в соответствии с требованиями санитарно-

экологической безопасности.  

Поливная норма - количество поливной воды, подаваемой на 1 га 

орошаемой площади в течение одного полива. 

Полив при вспашке - способ внесения сточных вод и животноводче-

ских стоков одновременно с пахотой. 

Полив по засеянному склону - метод очистки (доочистки) сбросных 

вод с орошаемых участков путем подачи и распределения их на участки с 

уклонами 0,02...0,08 напуском или дождеванием на верхнюю отметку 

склона, засеянного многолетними травами. 

Почвенная очистка - метод очистки, заключающийся в удержании, 

обезвреживании сточных вод и животноводческих стоков активным слоем 

почвы за счет ее поглотительной способности (механической, физической, 

физико-химической, химической, биологической) и усвоении органических и 

минеральных веществ растениями, микроорганизмами и животными. 

Разбавление - смешивание сточных вод и животноводческих стоков с 

природной водой или другими видами сточных вод с целью снижения 

концентрации веществ. 

Регулирующие емкости - сооружения для усреднения химического 

состава сточных вод и устранения неравномерности поступления сточных 

вод в оросительную сеть. 

Режим орошения - совокупность числа, сроков и норм полива сельскохозяйственных 
культур в конкретных климатических и агротехнических 
условиях с учётом техники и способов полива. 

Резервные площадки - часть площади ЗПО, устроенной по типу полей 
фильтрации, для приема избытка сточных вод. 

Резервные территории - дополнительные к ЗПО площади для приема 
избытка сточных вод во влажные годы и в экстремальных случаях. 

Сточные воды - воды, загрязненные в результате использования в 

бытовых и производственных целях, а также атмосферные осадки, удаляемые 
по системам ливневой канализации. 

Удобрительный полив - полив животноводческими стоками или аналогичными 
по удобрительным свойствам сточными водами, обеспечивающий 
восполнение потребности растений в биогенных элементах. 

Гельминты - это черви паразитарного происхождения, которые возникают 
и размножаются в человеческом организме, в организмах животных 
и растений, вызывающих гельминтозы. 

Коли-титр, коли-индекс - количественные показатели фекального 

загрязнения воды, почвы и других объектов окружающей среды, основан-

ные на исследовании содержания в них кишечной палочки. 

 

1.2 Происхождение, классификации, состав и удобрительные свойства 

 

Природная вода, которая была использована для различных нужд и 

изменила свой химический состав или физические свойства, называется 

сточной водой. 

Сточные воды (СВ) образуются в результате бытовой и производ-

ственной деятельности населения. С урбанизированных территорий их от-

водят канализационной сетью.