UDC 639.37
CSCSTI 68.01
Russian Classification of Professions by Education 35.02.09
Russian Classification of Professions by Education 35.03.08
Russian Library and Bibliographic Classification 472
Russian Trade and Bibliographic Classification 5633
BISAC TEC003050 Agriculture / Irrigation
The article presents materials that reveal the issues of aquaculture development at the objects of the melioration complex in the Volga-Don interfluve zone. The approaches to the creation of layout and design solutions for irrigation systems that contribute to the dynamic development of pond fish farming are substantiated. It is shown that the existing capacities of irrigation systems fully meet the needs of agriculture in irrigation, have untapped potential for the volume of pumped water, which can be realized in other sectors of the national economy, for example, in pond fish farming. The aim of the study was to substantiate the prospects for the creation of fish farming and melioration complexes at melioration sites in the Volga-Don interfluve zone. The research methods included design and situational. The novelty of the study lies in the development of scientific approaches to the development of pond fish farming at melioration sites; economic motivators for the development of aqua entrepreneurship; creation of a concept for a fish farming and irrigation complex, including several design solutions, including: an irrigation and fish farming complex on irrigation canals; a fish ladder-spillway for ponds fed by small rivers; a canal spawning and fish farming pond; a floating craft with installed instruments and a computer program for assessing the quality of natural water based on digital technologies
water resources, aquaculture, fisheries and land reclamation complex, technical and technological solutions, efficiency, entrepreneurship
По данным ФАО, мировой вылов рыбных ресурсов находится в диапазоне 90-92 млн тонн, а производство аквакультуры держится на отметке 100 млн тонн в год. В Российской Федерации темпы роста рыбоводства выше мировых, с 2019 по 2024 год прирост составил 33%, а вот доля аквакультуры в мировом производстве уже несколько лет держится на незначительном уровне − 0,4 %. В 2024 году в стране было добыто 4882,8 тысячи тонн рыбы и морепродуктов; коэффициент самообеспеченности этой продукцией, определённый Доктриной продовольственной безопасности (не менее 85 %), превышен и составляет 138,4 %. Необходимо отметить, что из года в год растет глобальное подушевое потребление рыбы и рыбопродуктов − 21,2 кг/год (рисунок 1). Учеными отмечено, что с учетом темпов прироста мирового населения (1 % в год), производство рыбопродуктов должно увеличивать ежегодно на 4 млн тонн в год, что потребует поиска новых источников знаний и принятия инновационных решений.
Рисунок 1 – Производство аквакультуры в Российской Федерации
Источник: Федеральная служба государственной статистики, Рыбный союз
Рисунок 2 – Потребление рыбы и рыбопродуктов в Российской Федерации
Источник: Федеральная служба государственной статистики, Рыбный союз
Согласно Федеральному закону от 02.07.2013 № 148-ФЗ «Об аквакультуре» под аквакультурой (от лат. aqua – вода и лат. сultura – возделывание) понимается деятельность, связанная с разведением, содержанием, выращиванием биологических организмов в естественных и искусственных водоемах с учетом меняющейся линейки питания населения и возрастающих требований по экологии.
В числе основных форм аквакультурного предпринимательства: пастбищная, прудовая, индустриальная и рекреационная. К области перспективных исследований можно отнести: биосферный и аналитический мониторинг, автоматизация большинства производственных процессов, создание цифровых платформ по прудовому рыбоводству, выведение новых пород и гидридов рыб, организация отечественного производства сбалансированных кормов на местном сырье [1]. Определенную роль в интенсификации аквакультурного предпринимательства может сыграть Волго-Донское междуречье с расположенными здесь природными водоемами и мелиоративными объектами [4]. Расположенные в степной зоне междуречья большие оросительные системы, хотя и имеют значительную степень износа (до 65%), в полной мере удовлетворяют запросы сельского хозяйства в водных ресурсах и имеют неиспользованный потенциал [3,14]. Для повышения эффективности мелиоративного комплекса в составе национальной экономики группой ученых нескольких НИИ под руководством академика РАН, д.т.н. Щедрина В. Н. ведутся исследования, позволяющие использовать объекты мелиорации в развитии товарной аквакультуры на основе компоновочно-технических проектов, приборной базы, экономических мотиваторов, биосферного мониторинга [12-14].
Целью исследования стало обоснование перспектив создания рыбоводно-мелиоративных комплексов на объектах мелиорации в зоне Волго-Донского междуречья.
Материалы и методы. В план исследовательских мероприятий по выбранной теме включены: изучение теоретических вопросов, организация полевых наблюдений, проведение биосферного мониторинга и биоремедиации. В перечень полевых исследований были включены мелиоративные объекты, залив Волгоградского водохранилища, рыбоводные пруды ООО Прибой. В плане мероприятий:
– гидростатическое нивелирование рыбоводного пруда и залива Волгоградского водохранилища с помощью эхолотного комплекса;
– визуальное описание экологического состояния рыбоводного пруда и залива Волгоградского водохранилища;
– фотографирование и 3D-моделирование залива Волгоградского водохранилища, оросительных каналов Среднеахтубинской системы, находящейся на балансе ФГБУ «Управление «Волгоградмелиоводхоз».
В состав мониторинго-аналитического блока были включены:
– картографический метод, обеспечивающий построение батиметрических карт водоемов;
– графический метод построения профили рыбохозяйственных прудов и залива Волгоградского водохранилища;
– гидрохимический метод, отражающий содержание в водоемах минеральных солей, ионов железа, фосфора, кислорода, pH, температуры;
– экономико-математический инструментарий с разработкой прогнозных значений по развитию аквакультурного предпринимательства.
В результате экспедиционно-аналитических работ 2023-2025 годов были получены следующие результаты:
– карта рельефа залива Сухая балка Волгоградского водохранилища;
– презентационные материалы с проектными решениями по использованию объектов мелиорации в развитии аквакультуры.
Объектом исследования выбрана область Волго-Донского междуречья с несколькими геоморфологическими областями: Приволжской и Ергенинской возвышенности, долинами Волги и Дона. Визуальный анализ космических снимков указывает на значительное число водных объектов, земельных ресурсов, участвующих в сельскохозяйственном производстве. Общая площадь водных ресурсов Волго-Донского междуречья составляет – 486,6 тыс. га, в том числе под природными водоемами – 361,8 тыс га; оросительными каналами – 24,5 тыс. га (таблица 1, 2) [10].
Таблица 1 – Потенциал малых рек Волго-Донского междуречья, 2023 год
|
Наименование |
Протяженность в междуречье |
Площадь водосбора, км2 |
Ресурсы речных вод (р = 95 %) |
|
|
сток, км3 |
расход м3/с |
|||
|
Бассейн р. Дона |
||||
|
Хопер (приток Дона) |
310 |
61100 |
1,180 |
3740 |
|
Медведица (приток Дона) |
400 |
34700 |
0,78 |
24,70 |
|
Бузулук (приток Хопра) |
314 |
9510 |
0,13 |
4,10 |
|
Иловля (приток Дона) |
350 |
9250 |
0,118 |
3,70 |
|
Терса (приток Медведицы) |
135 |
8810 |
0,116 |
3,70 |
|
Чир ( водохранилище) |
54 |
9580 |
0,072 |
2,20 |
|
Карамыш (приток Медведицы) |
147 |
3380 |
0,051 |
1,61 |
|
Кардаил (приток Бузулука) |
128 |
1920 |
0,044 |
1,40 |
|
Елань (приток Терсы) |
37 |
2120 |
0,033 |
1,03 |
|
Арчеда (приток Медведицы) |
167 |
2050 |
0,032 |
1,00 |
|
Бассейн р. Волга |
||||
|
Еруслан |
130 |
5570 |
0,050 |
1,50 |
Источник: материалы Нижне-Волжского бассейнового управления.
Таблица 2 – Потенциал водохранилищ Волго-Донского междуречья, 2023 год
|
Наименование водного объекта |
Площадь зеркала, км2 |
Объем млн м3 |
|
Волгоградское водохранилище |
1905,0 |
24,09 км3 |
|
Цимлянское водохранилище |
2702,0 |
23,86 км3 |
|
Карповское водохранилище |
42,0 |
155,0 |
|
Варваровское водохранилище |
16,0 |
124,0 |
|
Береславское водохранилище |
14,0 |
48,0 |
|
Краснооктябрьское водохранилище |
1,31 |
4,5 |
|
Рудиковское водохранилище |
|
0,85 |
|
Водохранилище 1, балка Блинникова |
|
0,85 |
|
Водохранилище 2 балка Блинникова |
|
3,0 |
Источник: данные Мусаелян С., Мелихов В.
На территории междуречья располагаются 18 государственных оросительных и оросительно-обводнительных систем с проектной мощностью – 255,2 тыс. га (фактически поливается – 78,84 тыс. га), находящиеся в ведении ФГБУ «Управление «Волгоградмелиоводхоз» (таблица 3, рисунок 2) [11].
Таблица 3 – Состояние оросительных систем Волгоградской области, 2023 год
|
Наименование оросительной системы |
Проектная площадь обслуживания, тыс. га |
Фактически поливается, тыс. га |
Степень износа, % |
|
Заволжская |
23, 300 |
9,769 |
85,0 |
|
Светлоярская |
11,700 |
3,993 |
91,0 |
|
Палласовская |
19,400 |
1,582 |
91,0 |
|
Большая Волгоградская |
22,200 |
3,307 |
98,0 |
|
Волго-Ахтубинская |
1,626 |
0 |
60,0 |
|
Ленинская |
9,300 |
0,791 |
53,0 |
|
Городищенская |
27,000 |
11,813 |
81,0 |
Источник: данные ФГБУ «Управление «Волгоградмелиоводхоз»
Действующий в пределах Волго-Донского междуречья мелиоративный комплекс Волгоградской области, в силу субъективных и объективных причин, располагает избыточными возможностями для транспортировки водных ресурсов, а находящиеся рядом с оросительными каналами малые водотоки испытывают дефицит водных ресурсов, что не позволяет использовать их в полном объеме для развития прудовой аквакультуры. Объединение водного и мелиоративного потенциалов территории в рыбоводно-мелиоративный комплекс позволит получить мультипликационный эффект, обеспечить дальнейшее развитие национальной экономики. Проектируемые объекты рыбоводно-мелиоративного комплекса будут удовлетворять основным жизненным потребностям рыб и зоопланктона: обеспечат заход мигрирующих рыб в рыбоводно-мелиоративные объекты для нереста и развития и качество природной воды по температурному, кислородному и органоминеральным показателям. Неотъемлемым условием станет разработка экономических государственно-частных мотиваторов, в числе которых: субсидии, гранты, дотации, инвестиционные кредиты [13]. В состав рыбоводно-мелиоративного комплекса могут войти: отдельные части магистральных и оросительных каналов, малые водотоки, рыбоходные сооружения, искусственные нерестилища для фитофильных и литофильных видов рыб, водовыпускные сооружения для обводнения природного водотока, гидротехническая инфраструктура (водовыпуски, водовпуски, рыбоспуски, регуляторы уровней воды) [5-9].
Результаты и обсуждение. Формирование точек роста и стимулирование регионального предпринимательства неотъемлемая часть национальной политики. В свое время, поиск потенциалов для ускоренного роста производсв в пределах одной территориально-экономической системы, были частью мировых исследований. Ученые Ж. Будвиль, П. Кругман (Будвиль, 1988, Кругман, 2005) обосновали «полюса интеграции» для проблемных регионов на основе взаимодействия отраслевых балансов, притока инвестиций. Появилась возможность увеличивать масштабы производства за счет сетевого взаимодействия и предпринимательской инициативы. Российские ученые (Иншаков, Медведева, 2013) убедительно показали необходимость унификации концептуальных подходов при формировании пространственного развития территорий на основе выстраивания «вертикальных и горизонтальных связей» между отраслями. На наш взгляд, мультипликативный эффект можно получить от использования потенциалов мелиоративной инфраструктуры и рыбохозяйственной отрасли. Разработанные в ходе исследования проектные решения по развитию аквакультуры на объектах мелиорации, учитывают строение входных оголовков рыбоходов, размещенных в нижних бьефах гидроузлов; конструкции рыбоходов с рыбонаправляющими устройствами для оптимального прохода рыб; водные режимы в трактах рыбоходов, позволяющие рыбам самостоятельно перемещаться из нижнего бьефа гидроузла в верхний.
В условиях значительного зарегулирования водного стока для воспроизводства рыбных запасов очень остро стоит вопрос – создание искусственных нерестилищ. Для этих целей могут использоваться малые реки, заливы водохранилищ, пойменные участки речных бассейнов. Создаваемые искусственные нерестилища могут быть нескольких типов: нерестовые каналы, устраиваемые преимущественно для нереста литофильных видов рыб; прудково-канальные нерестилища; садковые нерестилища на заливах. Основные требования, предъявляемые к искусственным нерестилищам сводятся к необходимости учета качества природной воды, биологических особенностей рыб, климатических изменений. На рисунке 6 представлен проект оросительно-обводнительного канала для развития аквакультуры.
Для обоснования перспектив использования Волгоградского водохранилища в развитии аквакультуры проведены исследования залива Сухая балки, построена карта глубин и 3D модель залива
Биосферно-аналитический мониторинг профиля «водосбор – водоём» залива Сухая балка позволил обосновать модель экологического пруда с оптимальными параметрами для выращивания карповых пород рыб (таблица 4, рисунок 7) и провести испытание опытного прибора и программы для ЭВМ, передающей информацию на дисплей в онлайн режиме, по содержанию кислорода в заливе (17 июля 2025 года – 7,3 мг О2/дм3)[6]. В таблице 4 представлены контролируемые значения для рыбоводного пруда.
Таблица 4 – Оптимальные значения экосистемы рыбоводного пруда в зоне Волго-Донского междуречья
|
Наименование |
Показатель |
|
Возвещённые вещества, мг/л |
До 25 |
|
Водородный показатель, рН |
6,5-8,5 |
|
Кислород, мг/л |
Не менее 5 |
|
Диоксид углерода, мг/л |
До 25 |
|
Сероводород, мг/л |
Нет |
|
Окисляемость перманганатная, мг О/л |
До 15 |
|
Азот аммонийный, мг NH^/л |
До 1,5 |
|
Нитриты, мг NO^/л |
До 0,05 |
|
Нитраты, мг КОУл |
До 2 |
|
Железо общее, мг/л |
До 2 |
|
Жесткость общая, мг • экв/л |
2-6 |
Научная новизна заключается в разработке научных подходов в развитии аквакультуры на объектах мелиорации; создании концепции рыбоводно-мелиоративного комплекса с проектными компоновочно-техническими решениями: оросительно-рыбоводный комплекс на базе канала; рыбоход – водосброс для рыбоводных прудов; приканальный нерестово-рыбоводный бассейн; разработке приборной базы и программ для ЭВМ в повышении автоматизации аквакультурного предпринимательства.
Заключение. Оценка состояния мелиоративного комплекса страны предопределяет необходимость концептуальных решений по повышению комплексности водопользования, использованию ресурсного потенциала в развитии аквакультуры. Для различных типов агроландшафтов и хозяйственно-экономических региональных систем предлагаются различные проектные решения, обеспечивающие функционирование рыбоводно-мелиоративного комплекса в оптимальном диапазоне: оросительно-рыбоводный комплекс на базе канала; рыбоход – водосброс для рыбоводных прудов; приканальный нерестово-рыбоводный бассейн, а также использование информационных технологий и экономических мотиваторов, повышающих эффективность рыбоводных хозяйств и ФГБУ «Управление мелиоводхоз». Вопросы функционирования рыбоводно-мелиоративного комплекса еще до конца не исследованы, нет и широкой практики применения в Российской Федерации, что обосновывает актуальность дальнейших исследований.
1. Bykov A.D., Brazhnik S.Yu. K voprosu ocenki effektivnosti provedeniya rabot po rybohozyaystvennoy melioracii vo vnutrennih vodoemah Rossii // Rybovodstvo i rybnoe hozyaystvo. 2021. № 8 (187). S. 8-20.
2. Gayday R.R. Avtomatizaciya processov v akvakul'ture na osnove iskusstvennogo intellekta // Razvitie i sovremennye problemy akvakul'tury. Konferenciya Akvakul'tura 2024 / red. kol. B.Ch. Meshi [i dr.]. DGTU. Rostov-na-Donu. 2024. S.77-81.
3. Gurina I.V. Strategicheskaya platforma preobrazovaniy v agropromyshlennom komplekse v usloviyah menyayuscheysya vneshney sredy // Sbornik materialov Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii. Kurgan. 2022. S. 141-144.
4. Ocenka vliyaniya rybohozyaystvennoy melioracii na sredu obitaniya vodnyh bioresursov Cimlyanskogo vodohranilischa / O.A. Proshkina, I.A. Andreeva, A.A. Kashirina, V.A. Chuhnin // M.: FGBNU VNIRO, 2023. S. 65-69.
5. Pat. № 2018110025, Rossiyskaya Federaciya, MPK A01K 61/00. Orositel'no-rybovodnyy kompleks na baze kanala i maloy reki / Schedrin V.N, Shkura V.N., Baev O.A., Garbuz A.Yu.; FGBNU «RosNIIPM». Opubl. 21.03.2018.
6. Pat. № 215787, Rossiyskaya Federaciya. Plavsredstvo dlya monitoringa prirodnyh i iskusstvennyh vodoemov / Novikov A.E., Melihov V.V., Medvedeva L.N. [i dr.]; FGBNU VNIIOZ. Opubl.21.10.2022.
7. Pat. № 2646918, Rossiyskaya Federaciya, MPK A01K 61/00. Prikanal'nyy basseyn dlya akvakul'tury / Schedrin V.N, Baev O.A., Garbuz A.Yu. [i dr.]; FGBNU «RosNIIPM». Opubl.12.03.2018, Byul. № 8. 10 s.
8. Pat. № 2647322, Rossiyskaya Federaciya, MPK E02B 13/00. Ustroystvo dlya obvodneniya elementov gidrograficheskoy seti iz kanalov / Schedrin V.N. Baev O.A., Garbuz A.Yu., Shkura V.N.; FGBNU «RosNIIPM». Opubl. 15.03.2018. Byul. № 8. 9 s.
9. Pat. RU 2691440 C1. Rybovodnyy basseyn s rassredotochennoy sistemoy vodnogo pitaniya / Schedrin V.N., Shkura V.N., Baev O.A., Garbuz A.Yu.; FGBNU «RosNIIPM». Opubl. 07.06.2018.
10. Problema razvitiya akvakul'tury v Volgo-Kaspiyskom rayone / V.V. Melihov, A.G. Bolotin, M.V. Frolova [i dr.] // Formirovanie i razvitie sel'skohozyaystvennoy nauki v XXI veke. 2016. S. 230 -235.
11. FGBU «Upravlenie «Volgogradmeliovodhoz» [Elektronnyy resurs]. URL: https://www.vlgmelio.ru (data obrascheniya: 21.07. 2025).
12. Shkura V.N., Shevchenko A.V. Rybovodno-meliorativnyy kompleks dlya ihtiologicheskih melioraciy i vedeniya rybovodstva v evtrofnyh vodoemah (na primere Veselovskogo vodohranilischa na reke Zapadnyy Manych) // Rybovodstvo i rybnoe hozyaystvo. 2021. № 7 (186). S. 68-79.
13. Schedrin V.N., Shkura V.N., Baev O.A. Rybovodnyy kompleks na baze orositel'nogo kanala i maloy reki // Melioraciya i vodnoe hozyaystvo. 2018. № 4. S. 38-43.
14. Ekonomiko-matematicheskaya model' ocenki gosudarstvennyh programm razvitiya melioracii v sub'ektah Yuzhnogo federal'nogo okruga / Yu.I. Sizov, L.N. Medvedeva, A.S. Plotnikov, Yu.G. Onoprienko // Nauchnye trudy Vol'nogo ekonomicheskogo obschestva Rossii. 2020. T. 223. S. 478-487.
