Зеленая энергия - популярно об экологии, химии, технологиях

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Библиотека Экология. Конспект лекций Агроэкология и мелиорация сельскохозяйственных земель

Агроэкология и мелиорация сельскохозяйственных земель

Сельскохозяйственная экология, или агроэкология — раздел прикладной экологии, изучающий взаимоотношения культивируемых человеком организмов, их популяций и сообществ с окружающей средой.

Основным объектом изучения сельскохозяйственной экологии является агроэкосистема. Агроэкосистема — это искусственно созданная и регулярно поддерживаемая человеком экосистема сельскохозяйственных ландшафтов (полей, искусственных пастбищ, огородов, садов, виноградников, лесных насаждений и т.п.). Агроэкосистемы занимают примерно 10% всей поверхности суши (около 1,5 млрд га), но при этом поставляют человечеству более 90% всей пищевой энергии.

Основой агросистемы является искусственный фитоценоз, состоящий из сельскохозяйственных растений, который обычно дополняется сообществом животных — насекомых, птиц, млекопитающих, земноводных. Агроэкосистема находится в непосредственной связи с естественными условиями среды — почвой, почвенной и атмосферной влагой, почвенными микроорганизмами.

Агроэкосистемы имеют некоторые черты, роднящие их с природными экосистемами. Это сходство обусловлено тем, что развитие и рост культурных растений в период вегетации происходит под действием солнечной энергии, как и в природных экосистемах. Однако для функционирования агроэкосистем кроме энергии солнечного света необходимы дополнительные виды энергии, связанные с проведением сева и уборки урожая, обработкой почвы, применением минеральных удобрений и пестицидов.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высоких урожаев, и поэтому их продуктивность выше биологической продуктивности природных биогеоценозов, хотя в значительной степени зависит от экономических и технических возможностей человека. Кроме того, при создании агроэкосистемы человек практически целиком меняет природную экосистему, что выражается прежде всего в ее упрощении. Зачастую человек создает сильно упрощенную монокультурную систему с господством популяций одного вида растений или животных. Примерами таких монокультурных систем является посадка хлопчатника, риса, чайного куста, винограда.

В природных экосистемах первичная растительная продукция используется животными и участвует в круговороте веществ, тогда как в агроэкосистемах урожай собирают для удовлетворения потребностей человека и на откорм скоту. Таким образом, в агроэкосистеме происходит удаление чистой растительной продукции, которая не поступает в цепи питания биоценоза, а следовательно, наблюдается разрыв круговорота веществ в данном биогеоценозе.

Поскольку культивируемые человеком виды растений и животных созданы за счет искусственного отбора, направленного в основном на увеличение продуктивности, то такие виды неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами. Агроэкосистемы крайне неустойчивы и неспособны к саморегуляции, поэтому они не могут существовать без поддержки человека.

В искусственных системах может происходить чрезмерное увеличение численности некоторых видов, названное Ч. Элтоном «экологическим взрывом». Примерами «экологических взрывов» являются массовое развитие грибка фитофторы и колорадского жука, уничтожающих посадки картофеля. Для предотвращения подобных явлений необходима искусственная регуляция численности вредителей с быстрым подавлением тех, которые только пытаются выйти из-под контроля. Поэтому в сельскохозяйственной практике человек вынужден применять такие средства для подавления численности вредителей и в таком количестве, что они оказывают гораздо более сильное воздействие, чем природные регуляторы. К этим сильнодействующим средствам относятся ядохимикаты — пестициды, предназначенные для уничтожения организмов, препятствующих получению высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

С экологических позиций упрощение природной среды весьма опасно. Поэтому человеку не следует превращать весь природный ландшафт в сельскохозяйственный, необходимо сохранять его видовое многообразие, оставляя нетронутыми заповедные участки, которые могут являться природными резерваторами видов для восстановления нарушенных связей в биогеоценозах.

Земельные ресурсы России и их состояние

Мировая наука с тревогой оценивает возможные последствия для нашей планеты тех глубоких изменений природной среды, которые вызваны индустриальной и земледельческой деятельностью человека.

Возникновение и формирование биосферы на Земле протекало не менее 3,5—4 млрд лет. Появление человека и его развитие, продолжающееся около 2 млн лет, коренным образом изменило состояние биосферы. Сначала скотоводство и земледелие, затем создание городов и всех видов коммуникаций, опустошительные войны, техногенное загрязнение и разрушение отдельных компонентов биосферы — все это вместе взятое превратило человека в главную силу, преобразующую и во многом разрушающую природу планеты, особенно за последнее столетие. Наряду с атмосферой и гидросферой негативным антропогенным воздействиям подвергается и почвенный покров, или педосфера.

Педосфера является общеземной биоэнергетической и биогеохимической системой, обладающей способностью саморазвития, самоуправления и создания режима, обеспечивающего существование растений, животных и микроорганизмов и воспроизводство биомассы живого вещества. Именно эти особенности почвенного покрова создают плодородие биосферы, и только возрастание объема биопродукции в сельскохозяйственном использовании почвенного покрова может решить проблему голода в мире и обеспечить жизнь будущих поколений людей. Численность жителей Земли достигла миллиардов и возрастает со средней скоростью около 2%, в год, причем во многих странах — особенно Азии, Африки и Латинской Америки — уровень производства продовольствия ниже, чем прирост населения.

Всего в мире обрабатываемые почвы, за исключением пастбищ, занимают сегодня около 11% суши, а испорченные земли — овраги, выработанные карьеры, пустоши с разрушенным почвенным слоем — 3%, т.е. более 25% обрабатываемых земель. Если же считать и земли, выведенные из землепользования в связи с засолением, подтоплением и т.п., то за время своего существования человечество потеряло половину всех земель суши, пригодных для сельского хозяйства. Ежегодно в мире из-за деградации почв и отчуждения земель на несельскохозяйственные нужды теряется около 7 млн га пахотных почв, т.е. площадь, которая могла бы прокормить 21 млн человек.

Земельные ресурсы России в настоящее время составляют 1,7 млрд га, но сельскохозяйственные угодья занимают всего лишь 222,1 млн га, в том числе пашни — 132,2 млн га.

Состояние сельскохозяйственных угодий РФ далеко не удовлетворительное. Из них около 124 млн га, в том числе 82,5 млн га пашни, подвержено эрозии и дефляции (выдуванию), переувлажнено и заболочено — 26, закислено — 73, засолено и осолонцовано — 40, тех- ногенно загрязнено — 62, в том числе загрязнено радиационно — 5, опустынено — 9, заросло мелколесьем и кустарником — 3, нуждается в рекультивации — 2,3 млн га. При этом процессы деградации сельскохозяйственных земель продолжаются: ежегодно переходят в разряд эродированных до 0,5 млн га, зарастают кустарником и мелколесьем 0,2 млн га, опустыниваются 50—60 тыс. га.

Ресурсы сельскохозяйственных угодий убывают и за счет отчуждения под строительство городов и поселков, горнодобывающих и других промышленных предприятий, прокладки коммуникаций. Площадь пашни, приходящаяся на душу населения в России, неуклонно снижается, а валовые сборы основных сельскохозяйственных культур падают. Почвы, вековое богатство России, буквально «горят у нас под ногами». Чтобы разумно использовать, а тем более охранять почву, надо знать ее экологию, условия, которые ее породили, и факторы, вызывающие ее деградацию.

Ухудшение состояния почв при их сельскохозяйственном использовании

Эрозия и дефляция почв. Процесс смыва почвы текущей водой называется эрозией. Аналогичный процесс, производимый ветром, — дефляцией.

Эрозию при стоке воды подразделяют на поверхностную — смыв плодородного слоя и подстилающей породы со всей поверхности почвы и линейную — смыв почвы и подстилающей породы по определенной линии.

Поверхностная эрозия проявляется постепенным равномерным по площади удалением с поверхности наклонного рельефа почвенных частиц потоками талых и дождевых вод. С достаточно крутого склона одним сильным ливнем может быть снесен слой почвы толщиной в 40—50 см, причем смывается наиболее гумусированный плодородный слой.

Все формы линейной эрозии относят к размывам. Последние не имеют своего продольного профиля и повторяют профиль почвы, на которой возникают. Образующиеся промоины могут достигать глубины от 0,3 до 1 м и ширины от 0,5 до 5 м. При дальнейшем поступлении воды с водосборной площади промоина перерастает в овраг,

самую крупную форму линейной эрозии. В отличие от промоины, овраг имеет свой продольный профиль, отличающийся от профиля поверхности. Особенно негативной чертой оврагов является их тенденция к дальнейшему развитию (разрушению поверхности почв), то есть увеличению размеров как в ширину, так и в глубину.

Не меньшие, если не большие потери причиняет почвам ирригационная эрозия — разрушение, перенос и переотложение почв и грунтов оросительной водой в процессе поверхностного полива или дождевания. Накладываясь на естественную эрозию, ирригационная эрозия значительно увеличивает интенсивность потерь верхнего, наиболее плодородного слоя почвы.

Как и другие виды эрозии, ирригационная зависит во многом от сочетания ряда природных и антропогенных факторов, главными из которых являются уклоны территории и несоответствие между техникой и способом полива и особенностями рельефа.

Смыв почвы в условиях орошения начинает проявляться уже при малых (0,002—0,004 м) уклонах рельефа, а эрозионно опасны уклоны более 0,01 м.

Наряду с уклоном орошаемой территории причиной ирригационной эрозии являются низкая водопроницаемость почв и их невысокая противоэрозионная устойчивость.

Кроме плоскостного смыва верхних плодородных горизонтов почвы, ирригационная эрозия проявляется в виде глубинных размывов временной оросительной сети. В местах ее многолетней нарезки глубинные размывы могут превратиться в крупные промоины и даже овраги глубиной от 1,5 до 2,5 м, способные полностью вывести из строя орошаемое поле.

Потери почвенного покрова за счет ирригационной эрозии очень велики. Так, в Ставропольском крае (в зоне действия Большого Ставропольского канала) смыв почвы, вызываемый атмосферными осадками, не превышает 2—3 т/га за сезон, тогда как за один влагозарядковый или вегетационный полив он достигал 4—6 т/га.

Нельзя не отметить, что очень высоки и потери поливной воды, ушедшей со стоком: они достигают 40—60% общей водоподачи при мутности сбросной воды от 30 до 90 г/л.

Эродированные почвы на орошаемых участках отличаются обесструктуренностью, высокой плотностью, низкой водопроницаемостью и влагоемкостью.

Ущерб от ирригационной эрозии многообразен: уменьшается мощность гумусового горизонта, вымываются питательные вещества, непроизводительно расходуются поливные воды, заиляются и загрязняются удобрениями и пестицидами водоприемники, размываются каналы, дороги, возникают овраги ирригационного происхождения, снижается урожайность возделываемых культур и качество сельскохозяйственной продукции.

Однако ущерб от загрязнения окружающей среды продуктами смыва существенно превосходит ущерб от самой ирригационной эрозии. Масштабы загрязнения поверхностных вод смытыми с полей удобрениями и пестицидами ставят сельское хозяйство в один ряд с промышленностью.

Дефляция, или эрозия, производимая ветром, различается на повседневную, когда почва пылит под ветром малой скорости, и вызываемую ветрами большой, иногда ураганной скорости (пыльные бури). В последнем случае в воздушный поток вовлекаются огромные массы пыли. Так, в 1969 г. пыльными бурями на Северном Кавказе было вынесено до 25 км3 пыли, которая затем выпала на территории Западной Украины и Молдавии.

Пыльные бури возникают преимущественно в холодный период года. Этому наиболее активному и опасному виду дефляции способствуют сильные перепады атмосферного давления на сравнительно недалеко отстоящих друг от друга обширных территориях, низкая увлажненность почв, отсутствие на них снежного покрова.

К причинам повседневной дефляции следует отнести и неоправданно высокий процент распаханности территорий, и действие почвообрабатывающих механизмов, которые выбивают мелкозем из верхнего горизонта почвы.

Куда более опасные виды антропогенной дефляции возникают при введении в сельскохозяйственный оборот обширных территорий без учета возможной ветровой эрозии. Распахивание целинных земель в Казахстане, над которым в зимнее время устанавливается мощный, обширный и малоподвижный антициклон — источник сильных восточных ветров скоростью от 15—20 до 35 м/с — существенно активизировало пыльные бури в Калмыкии, на юге Ростовской области и в Ставрополье.

Уплотнение почв ходовыми системами машинно-тракторных агрегатов. Массу единицы объема почвы в естественном состоянии называют плотностью почвы. Она характеризует взаимное расположение почвенных частиц, их «упаковку», и выражается в г/см3.

От плотности почвы зависят ее водно-воздушные, тепловые и биологические свойства. С уплотнением почв уменьшается их общая пористость, ухудшается доступ влаги к растениям, снижаются аэрация и скорость фильтрации воды, затрудняется распространение корней.

Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, так как почва при этом быстро иссушается, нарушается контакт семян и почвы.

Плотность почв колеблется от 1,0 до 1,8 г/см3. Она зависит or механического состава, содержания органического вещества и структурного состояния почвы.

Механизация сельскохозяйственных работ негативно влияет на плотность почвы, в особенности в условиях орошения. В нашем земледелии принята технология раздельного проведения вспашки, внесения удобрений, посева, боронования, междурядных обработок и т.п. Поэтому практически все типы тракторов, включая тяжелые (МТЗ-82, 150М и др.) многократно проходят по полю, уплотняя почву на глубину от 0,3 до 1,2 м, особенно рыхлую и увлажненную.

Уплотнение усиливается при буксовании, вибрации двигателей, высоком давлении в шинах, при узких расстояниях между опорами ходовых систем и т.д.

Поле, укатанное колесами тракторов, покрывается колеями глубиной 25—30 см, после обработок здесь образуются глыбы. При этом самые плодородные почвы теряют свою агрономически ценную структуру: их почвенные агрегаты деформируются, исчезают межагрегатные поры.

Предельно допустимая величина плотности черноземов в пахотном слое (0—20 см) составляет 1,3 г/см3. Однако после десяти проходов трактора по одной колее она возрастает до 1,4— 1,45 г/см3 (трактор Т-150К), до 1,37-1,38 г/см3 (Т-74) и до 1,36-1,42 г/см3 (трактор МТЗ-52).

В определенных условиях тракторы способны уплотнять пахотный слой черноземов до 1,5 г/см3, причем обшее возрастание плотности прослеживается до глубины 60—70 см. Это приводит к возрастанию твердости и ухудшению структуры почв. Их водопроницаемость снижается в 1,5—4,0 раза, резко возрастает эрозия, а урожайность сельскохозяйственных культур существенно снижается: зерновых — на 10—40%, зеленой массы кукурузы — на 8—40%.

Дегумификация почв. Органическое вещество является важнейшей составляющей частью почвы; его содержание и формы в наибольшей степени определяют основное свойство почвы — плодородие. Плодородие почв (по И.С. Кауричеву) — это способность почв удовлетворять потребность растений в питательных элементах, воде, обеспечивать корневую систему достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормального роста и развития.

Органическая часть почвы включает все органические вещества, присутствующие Я почвенном профиле, за исключением тех, которые входят В состав живых организмов. Сюда относятся отмершие части живых организмов, еще не утратившие своего анатомического строения (корни и стебли растений, остатки микроорганизмов и животных). Совокупность всех органических соединений, утративших свое анатомическое строение в результате гумификации под воздействием почвенных микроорганизмов, составляет гумус.

Гумусовые вещества представляют собой систему высокомолекулярных азотсодержащих соединений, включающих алифатические цепи и циклические структуры. Такое строение обусловливает характер взаимодействия гумусовых веществ с минеральной частью почвы и возможность их прочного закрепления в ней.

Содержание, состав и особенности гумуса той или иной почвы определяется условиями гумусообразования: количеством и составом биомассы, поступающей в почву, климатическими особенностями и т.п. Содержание, состав и запасы гумуса в почвенном профиле относят к числу показателей, от уровня которых зависят практически все агрономически ценные свойства почв, и в первую очередь — ее плодородие.

Оптимальное содержание гумуса в почве обеспечивает благоприятный для растений водно-воздушный режим, хорошую прогреваемость почвы, высокую емкость катионного обмена, устойчивый пищевой режим. Почвы с оптимальным уровнем и составом гумуса устойчивы к водной и ветровой эрозии, обладают высокой буферной емкостью по отношению к внешним факторам, т.е. способны снижать отрицательное действие высоких доз удобрений, «связывать» тяжелые металлы и пестициды. Оптимальным принято считать такое гумусное состояние почв, которое способно обеспечить планируемый урожай при условии максимальной эффективности использования вносимых удобрений и применяемых агротехнических мероприятий.

В процессе целинного почвообразования происходит постепенное накопление гумуса в почве и возрастание ее естественного плодородия. С началом земледелия течение этого процесса нарушается и гумусное состояние почв существенно изменяется. В первые годы после распашки и введения в сельскохозяйственный оборот целинных почв в них интенсифицируются процессы минерализации органического вещества и уменьшается его содержание. По данным почвенного института им. В.В. Докучаева, через 12—13 лет после распашки целины пашня под сельскохозяйственными культурами без внесения органических удобрений и травосеяния теряет от 25 до 36% исходного содержания гумуса в зависимости от зонального типа почвы.

Процесс потери почвами гумуса носит название дегумификации. Уменьшение запасов гумуса отмечается в большинстве регионов России, в том числе и в ее основной житнице — черноземной зоне. Так, гумусированность почв Центрального черноземного района за столетие снизилась от 10-14% до 7-10%, содержание гумуса в черноземах Поволжья и Предуралья упало с 13—16% до 7-10% а с 10- 13% до 4—7%.

В числе основных причин, вызывающих дегумификацию сельскохозяйственных угодий, обычно называют следующие:

  1. Недостаточное поступление в обрабатываемые почвы биомассы — «сырья» для процессов гумификации;
  2. Ускорение минерализации органического вещества вследствие интенсивной обработки и применения удобрений;
  3. Ускорение минерализации органического вещества при некоторых приемах гидротехнических и химических мелиораций;
  4. Потери гумуса за счет эрозии и дефляции;
  5. Отчуждение обогащенного гумусом пахотного слоя при проведении ряда сельскохозяйственных мероприятий.

Остановимся более подробно на основных причинах дегумификации почв.

Годичный прирост биомассы целинных почв и почвенного покрова лесных массивов зависит от природной зоны. Так, в почву тундры ежегодно поступает 1 ц/га биомассы, таежных ельников — 45, дубрав — 90, луговых степей — 137 ц/га. Эта биомасса, включающая корневую систему растений, опад лесов и травы степной зоны, обогащает почву органическим веществом и служит исходным материалом для процессов гумусообразования.

С введением почв в сельскохозяйственный оборот эта биомасса существенно уменьшается за счет выноса части ее с урожаем. Кроме того, корневые и пожнивные остатки после зерновых культур существенно уступают по глубине простирания и густоте корневой системе диких злаков. Биомасса картофеля, сахарной свеклы и других корнеплодов отчуждается из почвы полностью, и только кукуруза обладает мощными глубокими и обильными корнями. В распаханных почвах усиливается аэрация, облегчается доступ кислорода воздуха к органическим веществам, интенсифицируется деятельность микроорганизмов. Все это ускоряет минерализацию гумусовых веществ, тем более, что при многократных обработках на дневную поверхность регулярно выносятся новые слои почвы.Выше уже упоминалось, что распашка целинных почв способствует возникновению и развитию процессов эрозии и дефляции, которые смывают и уносят прежде всего верхний, особенно богатый гумусом слой почвы. Земля, уже не защищенная естественным покровом травянистой, как правило, очень густой растительности, легко смывается потоками ливневых, снеговых, ирригационных вод и развевается ветром, теряя гумус. Так, только в период снеготаяния почвы центра и юга Русской равнины теряют 400—750 тыс. т органического вещества.

Заметные и необратимые потери органического вещества пахотными почвами вызываются отчуждением с полей пахотного слоя ходовыми частями машин, причем эти потери затрагивают особенно важную для плодородия тонкодисперсную часть почвы, обогащенную не только гумусом, но и всеми элементами минерального питания, включая микроэлементы.

Если подсчитать ожидаемые потери гумуса, то, по данным многих исследователей, можно ожидать, что уже к 2010 году во многих типах почв они могут составить около половины его современных запасов в слое 0—20 см.

Закисление почв. Подавляющее большинство культурных растений способно хорошо развиваться и плодоносить лишь на почвах с нейтральной или близкой с нейтральной реакцией среды. Однако на земном шаре весьма распространены почвы с неблагоприятной реакцией почвенного раствора — слишком кислые или слишком щелочные, для повышения плодородия которых необходимы мероприятия, нейтрализующие реакцию почвенного раствора

На северной половине территории России преобладают кислые почвы: болотные, подзолистые, дерново-подзолистые, таежные. Их площадь составляет более 65% всей территории РФ и занимает более 50 млн га сельскохозяйственных угодий, в том числе 43 млн га пашни. Из них 28 млн га составляют почвы сильно- и среднекислые, то есть имеющие рН не выше 5,0.

Кислые почвы формируются в условиях умеренно-холодного климата, где количество осадков превышает величину испаряемости и имеет место промывной и периодически промывной режим. В этой природной зоне подстилающими породами являются глины и ледниковые отложения, бедные кальцием и магнием. Лесная и таежная растительность образует опад, имеющий кислую реакцию, что также способствует выносу из почв кальция и магния и образованию кислых почв.

Основной особенностью кислых почв является недостаток в них ионов кальция и избыток ионов водорода и алюминия, что обуславливает их крайне неблагоприятные агрохимические свойства.

Прежде всего, кальций — важный элемент питания растений: его недостаток замедляет их развитие, снижает плодоношение, уменьшает зимостойкость. Понижение рН почвенного раствора отрицательно влияет на усвоение растениями азота, фосфора, калия, снижает растворимость соединений ряда микроэлементов, необходимых растениям.

Однако именно мелиорации, включающие сложный комплекс приемов, регулирующих основные факторы роста, развития и плодоношения растений, могут в ряде случаев вызывать засоление почв или усиливать его.

Одним из основных видов сельскохозяйственных мелиораций является орошение сельскохозяйственных угодий в зонах с засушливым климатом.

Однако при неправильном орошении происходит засоление сельскохозяйственных земель, называемое вторичным засолением. Основная причина этого явления — использование для орошения малопригодной воды.

Нетрудно подсчитать, что даже при невысокой (около 0.5 г/л) минерализованности оросительной воды в метровую толщу почвогрунтов ежегодно может поступать 2,5—5,0 т/га солей. Между тем вода со степенью минерализованно не выше 1 г/л считается пресной и вполне пригодной для орошения. Однако вследствие недостатка воды в районах массового орошения используются и так называемые воды местного стока (воды малых рек, лиманов, прудов, сточные воды, воды шахтного отлива и т.п.), которые в большинстве случаев относятся к слабоминерализованным (2—4 г/л). Все эти воды — быстрее или медленнее — вызывают вторичное засоление и осолонцевание почв.

Опасность вторичного засоления зависит прежде всего от концентрации солей в поливных водах, хотя необходимо принимать во внимание поливные нормы, уровень грунтовых вод, дренированность фунтов и т.п. По мнению известного русского мелиоратора А.Н. Костякова, воду, содержащую не более 0,4 г/л растворимых солей, можно использовать для орошения в любом случае. Если вода содержит от 0,4 до 1,0 г/л солей, то решать вопрос об ее применении можно только после полного анализа природных и сельскохозяйственных условий, то есть применять лишь при благоприятной обстановке (наличие дренажа, глубокое залегание грунтовых вод, незасоленные почвогрунты). Если вода содержит более 1 г/л растворенных солей, она, по А.Н. Костякову, засоляет почву.

Другой причиной вторичного засоления почв являются переполивы. Избыточная влага, не использованная растениями, фильтруется сквозь толщу почвогрунтов и повышает уровень грунтовых вод. В жаркий период минерализованные грунтовые воды подтягиваются к дневной поверхности и испаряются, оставляя содержащиеся в них соли в корнеобитаемом слое почвы.

Загрязнение почв в процессе их сельскохозяйственного использования. Внесение в почвенный покров новых, нехарактерных для него веществ или существенное превышение концентраций веществ, встречаюшихся в почве, называется загрязнением почв. При сельскохозяйственном использовании происходит загрязнение почв минеральными и органическими удобрениями, пестицидами, патогенными микроорганизмами и т.п.

Внесение в почву минеральных удобрений является важным средством управления почвенным плодородием и увеличения продуктивности земледелия. Однако их длительное применение высокими дозами оказывает негативное воздействие на почву.

Применение высоких доз азотных удобрений вызывает быструю минерализацию гумуса, азотсодержащих соединений почвы, способствует росту газообразных потерь азота. Выделяющийся в атмосферу диоксид азота N02, по мнению многих ученых, способствует разрушению озонового слоя, защищающего живые организмы от жесткого ультрафиолетового облучения.

Длительное применение высоких доз азотных и калийных удобрений активизирует токсинообразующие микроорганизмы, что приводит к микробному токсикозу почв. Избыток нитритов и нитратов ухудшает качество сельскохозяйственной продукции, вызывая у человека и животных острые расстройства пищеварения и накопление в организме канцерогенных соединений.

Соединения фосфора менее подвижны, чем азотные, но и они интенсивно поступают в поверхностные и грунтовые воды, в реки и моря. Избыточные дозы фосфорных удобрений, эрозионный смыв почвы, стоки в районах интенсивного животноводства — все эти источники дают 60—70% фосфора, поступающего в воды. Между тем минеральные ресурсы фосфора на Земле очень ограниченны и бесхозяйственное отношение к его запасам может привести к фосфорному «голоду» на планете. Поэтому вопрос экологически правильного применения фосфорных удобрений и повторного использования в сельском хозяйстве фосфорсодержащих промышленных отходов весьма актуален.

Применение в сельском хозяйстве калийных удобрений, особенно хлорида калия КСl, приводит к накоплению в почве хлорид-ионов, токсичных для большинства растений.

Избыточно вносимые минеральные удобрения с поверхностным и подземным стоком поступают в реки и озера и вызывают их эвтрофикацию («цветение»), резко ухудшая свойства воды.

Важнейшие элементы питания растений (N, P, K) содержатся и в стоках животноводческих комплексов, и в сточных водах населенных пунктов, которые часто используются для полива на так называемых земледельческих полях орошения (ЗПО). Здесь очистка сточных вод сочетается с удобрением полей и способствует повышению их плодородия.

Однако со сточными водами в почву попадают яйца и личинки гельминтов, канцерогенные, мутагенные и токсические вещества и болезнетворные бактерии. Поэтому перед использованием фекальных стоков на ЗПО их следует подвергать специальной обработке для обеззараживания. Тем не менее ЗПО рекомендуется использовать под зерновые и кормовые культуры и не выращивать на них те культуры, которые идут в пищу человека без предварительной обработки, например овощи.

Одним из наиболее опасных загрязнителей биосферы являются пестициды — химические средства защиты растений и животных от различных вредителей и болезней. В зависимости от цели использования их подразделяют на следующие группы:

  • Гербициды — для борьбы с сорными растениями;
  • Альгициды — для уничтожения водорослей и другой водной растительности;
  • Арборициды — для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности;
  • Фунгициды — для борьбы с грибковыми болезнями растений;
  • Бактерициды — для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями;
  • Инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми;
  • Акарициды — для борьбы с клещами;
  • Зооциды — для борьбы с грызунами;
  • Лимациды — для борьбы с моллюсками;
  • Нематоциды — для борьбы с круглыми червями;
  • Афициды — для борьбы с тлями.

Разновидностью пестицидов является дефолианты, служащие для удаления листьев растений; десиканты, вызывающие иссушение растений; дефлоранты, удаляющие цветы и завязи; ретарданты, регулирующие рост растений; репелленты, отпугивающие насекомых, и некоторые другие.

Самую обширную группу пестицидов как по масштабам практического применения (40—50%), так и по ассортименту выпускаемых препаратов (около 40%) составляют гербициды, т.е. средства борьбы с сорняками.

По характеру действия гербициды можно подразделить на две подгруппы:

сплошные, действующие на все виды растений и использующиеся для уничтожения нежелательной растительности на определенных территориях;

избирательные (селективные), опасные для определенных видов растительности и используемые для уничтожения сорняков в агроценозах.

Это деление до некоторой степени условно, так как в зависимости от концентрации препарата и норм расхода одни и те же ядохимикаты могут проявлять себя и как избирательные, и как сплошные гербициды.

Пестициды используют в виде суспензий, эмульсий, порошков и гранул, концентрированных и коллоидных растворов и распыляют с помощью распылителей разного объема и мощности, вплоть до распыления при помощи сельскохозяйственной авиации. Естественно, что с воздушными массами они могут переноситься на большие расстояния и вызывать загрязнение окружающей среды там, где пестициды вообще не применялись или использовались в неизмеримо меньших количествах.

Все пестициды являются ядовитыми веществами не только для определенной — вредной для человека — формы жизни, но и для полезных микроорганизмов, животных, птиц и человека. В идеальном случае пестицид, оказав требуемое воздействие на вредителя, должен был бы разрушиться, образовав безвредные продукты разложения. Однако большинство пестицидов представляют собой устойчивые трудноразлагаюшиеся соединения, из которых используется по назначению приблизительно 4—5% внесенного количества. Остальная масса рассеивается в агроэкосистеме, попадая в почвы, растения и другие компоненты окружающей среды, что создает сложные экологические проблемы, особенно при систематической обработке больших площадей.

В зависимости от устойчивости к процессам разложения пестициды подразделяются на слабостойкие (сохраняются в окружающей среде от 1 до 12 недель), среднестойкие (сохраняются 1 — 18 месяцев) и очень стойкие (сохраняются два года и более). Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и продукты их превращения (метаболиты), способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях метаболиты пестицидов дают метаболиты второго порядка и т.д., роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях непредсказуемо.

Вредное действие пестицидов приводит к уничтожению хозяйственно-нейтральных и даже полезных видов растений и насекомых. Иногда они являются причиной появления устойчивых популяций вредителей, от которых трудно избавиться. Так, на смену одним видам вредных организмов приходят другие, которые вырабатывают иммунитет и способны выживать даже после самых эффективных обработок. Для преодоления иммунитета устойчивых особей вредителей к пестицидам приходится увеличивать дозы препаратов, а это усиливает опасность загрязнения окружающей среды.

В настоящее время в результате интоксикации хлорорганическими препаратами сильно сократилась численность птиц, особенно хищных. Инсектициды весьма опасны для плотоядных животных, так как они постепенно концентрируются в живых организмах по мере продвижения к конечным звеньям пищевых цепей. Здесь инсектициды действуют как кумулятивные яды.

Основным приемником и аккумулятором пестицидов является почва. Чем выше доза внесения и устойчивей ядохимикат, тем дольше он сохраняется и тем опаснее его последействие. Так, в Канаде и США были отмечены опасные концентрации гербицидов в сахарной свекле, выращенной год спустя после обработанной ими кукурузы.

Особенно устойчивы ко всем видам разложения хлорорганические инсектициды — гексахлоран, ДДТ и другие — которые могут сохраняться в почве десятилетиями, накапливаясь при систематическом применении. Напротив, фосфорорганические инсектициды — карбофос, фосфамид, метафос и другие — в почве и других природных средах распадаются сравнительно быстро. Поскольку они при этом отличаются высокой эффективностью и избирательностью действия, их применение весьма перспективно.

Широко используются в современном сельском хозяйстве карбаматные инсектициды. Отличаясь высокой токсичностью для некоторых видов насекомых, эти препараты почти полностью безвредны для теплокровных позвоночных и человека.

Современное сельское хозяйство трудно представить себе без пестицидов. Их применение резко снижает потери урожаев сельскохозяйственных культур, в 2—3 раза сокращает затраты на производство сельхозпродукции. Масштабы применения пестицидов неуклонно растут, их годовое производство в мире превысило 2 млн т, а ассортимент насчитывает более 100 тыс. наименований. Но параллельно с этим растет и их побочное негативное действие на животный мир, почву, водоемы, культурные и полезные дикорастущие растения. Поэтому пестициды допустимо использовать лишь там, где химические средства защиты пока нельзя заменить биологическими.

Отчуждение сельскохозяйственных земель и нарушение природных ландшафтов. За вторую половину XX века земная поверхность претерпела большие изменения, чем за всю предыдущую историю человечества. Масштабы этих изменений можно сопоставить лишь с последствиями катастрофических явлений природы. Например, влияние горно-добывающей промышленности на природные ландшафты академик В.И. Вернадский назвал «катастрофическим антропогенным». Развитие городского и промышленного строительства, прокладка инженерных и транспортных коммуникаций и особенно расширение добычи полезных ископаемых привели к резкому возрастанию территорий с нарушенными почвами и рельефом.

Нарушенные земли — это земли, утратившие свою экономическую и агропромышленную ценность, или являющие источником негативного воздействия на окружающую среду в связи с изменением рельефа, почвенного покрова, гидрологического режима, растительности.

В России и странах ближнего зарубежья площади нарушенных земель достигают 2 млн га, в том числе добычей торфа — 900 тыс. га, цветных металлов — 520, нерудных ископаемых — 280, каменного и бурого угля — 110, химического сырья — 60, железной и марганцевой руд — 60 тыс. га и т.д. Между тем, по современным оценкам, зона вредного влияния горнопромышленных разработок с учетом загрязнения атмосферы, природных вод, почвенного покрова и растительности примерно на порядок больше территории горного отвода.

Но горные работы — далеко не единственная причина нарушения земель. Прокладка транспортных магистралей, трубопроводов, линий электропередач всегда сопровождается ухудшением качества почвенного покрова и растительности прилегающих территорий, а зачастую вырубкой больших массивов лесов. Так, строительство 1 км дороги при ширине просеки 10—15 м требует вырубки леса на площади 1 —1,5 га. Широко используемая на Севере бездорожная транспортировка грузов на самоходных установках уже привела к массовому уничтожению почвенного и растительного покрова тундры. Та же картина наблюдается в зоне, пустынь и полупустынь при бездорожной транспортировке нефтяных вышек и проведении геологоразведывательных работ.

К концу XX столетия более чем на половине поверхности суши Земли естественные ландшафты сменились антропогенными, среди которых можно выделить агроландшафты (полевые и пастбищные), ландшафты лесохозяйственные, горнопромышленные, селитебные (сельские и городские), рекреационные. Самые глубокие изменения природных ландшафтов происходит в районах горных работ.

В горно-добывающей промышленности наиболее прогрессивным является открытый способ добычи полезных ископаемых, при котором производительность труда в 5—6 раз выше, а себестоимость продукции в 2—3 раза ниже, чем при подземных разработках. Но именно открытые горные работы сопровождаются наиболее существенными нарушениями ландшафта и гидрологических условий района разработок и нарушением или полной утратой почвенного покрова на значительных территориях.

Таким образом, прогресс горного дела оборачивается резким уменьшением биологически продуктивных земель и опасными нарушениями экологического равновесия. Масштабы нарушений настолько велики, что в науке и технике сформировалось представление о техногенном неорельефе.

Различают два основных его типа: положительный (аккумулятивный), к которому относятся отвалы, терриконы, насыпные и намывные поверхности, и отрицательный (выработанный) — шахты, карьеры, разрезы, выработки и т.д. Высота аккумулятивных форм неорельефа достигает 50—80 м, протяженность — 1,5—2,5 км; глубина карьеров при современной технике может достичь 400—500 м при ширине карьерного поля 100—200 м, а для размещения горных пород, отсыпаемых в отвал, потребуются тысячи га зачастую плодородных земель. При такой глубине выработок неизбежны серьезные нарушения гидрологического режима* приводящие к истощению подземных м поверхностных вод.

Закрытые (шахтные) разработки полезных ископаемых часто приводят к провалам — опусканиям земной поверхности на 6—7 м, иногда на больших плошадях, что приводит к разрушению зданий, коммуникаций и вызывает необходимость перемещения целых населенных пунктов на новые места. Подобные явления характерны для Донбасса и Кузбасса, они имели место в Верхнесилезском каменноугольном бассейне, в Чехии и в центральных районах Англии.

Мелиорация сельскохозяйственных земель

Сельскохозяйственные угодья являются важнейшим природным ресурсом, обеспечивающим существование человечества. Поэтому огромное значение имеет сохранение целостности почвенного покрова, поддержание плодородия почв для обеспечения постоянно растущего населения продуктами питания. Вопросами стабилизации и улучшения состояния сельскохозяйственных угодий занимается мелиорация.

Под мелиорацией понимается система организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на улучшение земель в целях создания наиболее благоприятных условий для развития сельского хозяйства или общего оздоровления природной среды.

Мелиорация не только повышает продуктивность сельского хозяйства, но и создает базу для его устойчивого развития в различные по погодным условиям годы во всех природных зонах, обеспечивает гарантированные высокие урожаи сельскохозяйственных культур, вносит коренные изменения в условия сельскохозяйственного производства, сохраняет и улучшает состояние окружающей среды. По словам В.А. Ковды (1977 г.), с помощью мелиорации человек перестраивает самоуправляемую экологическую систему, вносит в нее новые структурные компоненты и превращает ее в управляемую многокомпонентную агроэкосистему, дающую высокую продукцию необходимого человеку органического вещества.

Объектами мелиорации могут быть: 1) земли с неблагоприятными условиями водно-воздушного режима (болота и заболоченные земли, засушливые степи, полупустыни и пустыни); 2) земли с неблагоприятными физическими и химическими свойствами (засоленные, тяжелые глинистые почвы, пески и т.д.); 3) земли, подверженные механическому воздействию воды или ветра (овраги, легко размываемый почвенный покров, склоновые территории), на которых осуществляются противоэрозионные мероприятия. В зависимости от объекта и способа воздействия на почву и растения различают гидротехническую, агротехническую, лесотехническую, химическую и культуртехническую мелиорацию.

Наиболее существенное влияние на улучшение природныхусловийоказывает гидротехническая мелиорация (орошение, обводнение и осушение), изменяющая водно-воздушный режим почвы. Для этого строятся оросительные и осушительные каналы, трубопроводы, создаются водохранилища и плотины.

Агротехническая мелиорация изменяет физические и химические свойства почвы, содержание различных питательных элементов и обеспечивает в конечном итоге повышение ее плодородия. Она включает различные виды вспашек, почвоуглубление, залужение крутых склонов, улучшение лугов и пастбищ, снегозадержание.

Под лесотехнической мелиорацией подразумевается улучшение земель путем выращивания древесной растительности. Сюда относятся облесение местности, закрепление движущихся песков, создание защитных лесных полос и т.д.

Химическая мелиорация применяется для улучшения свойств земель путем внесения химических препаратов.

Культуртехнинеская мелиорация позволяет улучшать состояние поверхности почвы путем удаления камней, пней, кустарника, планировки поверхности.

Улучшение механического состава и структуры почв. Для улучшения микроагрегатного состава почв используют разновидности земельных мелиораций — пескование и глинование.

При песковании торфяно-болотных или глинистых почв в них вносят песок. При этом у тяжелых глинистых почв улучшается гранулометрический состав и водно-физические свойства, снижается дефляция, у торфяно-болотистых почв снижается опасность возникновения пожаров.

Пескование существенно улучшает микроклимат почвы, благодаря чему увеличивается период биологической активности, и почвы становятся более пригодными для теплолюбивых культур.

Улучшение физических и тепловых свойств почв способствует развитию корневой системы растений, уменьшает их полегание, снижает засоренность посевов и, как следствие, приводит к повышению урожаев и улучшению качества сельскохозяйственной продукции. Чаще всего пескование используют для улучшения торфяно-болотистых почв. В зависимости от типа торфяной залежи дозы песка колеблются от 200—300 до 500—600 м3/га.

Песок завозят на торфяник, разравнивают по поверхности бульдозером или грейдером, после чего перемешивают с торфом дисковыми боронами (смешанный метод пескования):

На высокозольных торфяниках (с зольностью более 20%) используют насыпной метод пескования, когда крупнозернистый песок вносят повышенной нормой — до 1000—1500 м3/га — и без перемешивания возделывают сельскохозяйственные культуры непосредственно на песчаном слое.

В мелкозалежные торфяники песок вносят путем глубокой запашки специальным плугом с оборотом пласта на 110—140°. В результате образуется своеобразный почвенный профиль с чередующимися прослоями торфа и песка.

Срок окупаемости затрат на пескование торфяников обычно не превышает 1—4 лет, а положительное влияние на почву прослеживается до 30—40 лет и более.

Глинование, т.е. внесение глины, используют на песчаных, супесчаных и легких торфяно-болотных почвах. Оно улучшает их структуру, микроагрегатное состояние и водно-физические свойства. Вносимый глинистый субстрат (так же, как песок при песковании) должен быть однородным по гранулометрическому составу, свободным от вредных для сельскохозяйственных растений химических соединений, содержать минимальное количество гравия, щебня и древесных остатков и обладать реакцией среды, близкой к нейтральной.

В зависимости от мелиорируемой почвы, дозы глины колеблются от 200 до 500—600 м3Да. Нередко глинование сопровождают внесением извести. Заранее привезенный на мелиорируемый участок глинистый грунт обычно разравнивают в начале зимы по промерзшей земле.

Оструктуривание почв. Если физические свойства почвы в данной местности являются фактором, ограничивающим урожай, а оструктуривание его устойчиво повышает, целесообразно применение искусственных структурообразователей почвы (ИСП).

Для оструктуривания почв широко применяются ИСП как естественного, так и искусственного происхождения, улучшающие водно-физические характеристики почв и повышающие их устойчивость к водной и ветровой эрозии.

В качестве ИСП для улучшения структуры почв давно и успешно используют щелочные силикаты — тонкодисперсные аморфные коллоиды силикатов натрия и калия, известные под названием жидкого стекла.

Во время внесения в почву щелочных силикатов ее необходимо увлажнить путем дополнительного полива. Норма расхода силикатных препаратов зависит от содержания в почве углерода и повышается с возрастанием его содержания. Как правило, она лежит в пределах 0,5—1,5 т/га. Силикатизация дает существенные прибавки урожая практически всех важнейших сельскохозяйственных культур, но, к сожалению, продолжительность действия щелочных силикатов не

Одним из приемов, наиболее часто используемых в практике сельского хозяйства для улучшения структуры почв, уменьшения температурных колебанийи испарений влаги с поверхности, является мульчирование, т.е. укрывание поверхности почвы различными органическими материалами — опилками, торфом, соломой и т.п. или неглубокая заделка их в самый верхний слой почвы. Аналогичный эффект дает жидкое мульчирование — разбрызгивание по поверхности почвы водно-битумных эмульсий, покрывающих почву тонкой пленкой и проникающих в ее поверхностный слой.

Битуминизацию можно проводить на любых видах почвы, но максимальный эффект она дает на плохо оструктуренных малогумусных почвах. Битумную эмульсию производят в 55—60%-ной концентрации и перед использованием разбавляют водой на 50% и более для уменьшения вязкости и обеспечения равномерного разбрызгивания.

Для оструктуривания почв используют линейные полимеры, которые адсорбируются на поверхности почвенных агрегатов и стабилизируют тем самым комковатую структуру почв. К линейным полимерам, используемым в качестве ИСП, относят полиакрилат, полиакриламид, полиметакрилат и некоторые другие. Все они хорошо растворимы в воде и легко адсорбируются на глинистых частицах, мешая им слипаться. Степень их воздействия зависит от молекулярной массы, вязкости и дозы внесения, а также от свойств почвы и вида ее глинистых минералов.

Линейные полимеры наиболее эффективны на бедных гумусом почвах с неустойчивой структурой. Их целесообразно применять на увлажненных почвах в виде водных растворов с концентрацией 1— 3%. Норма расхода — от 0,7 до 1,25 ц/га для обработки поверхностного слоя почвы и от 6 до 60 ц/га для коренного улучшения пахотного слоя — в зависимости от вида линейного полимера и содержания в почве глинистой и илистой фракций.

Хорошими структурообразователями для почвы являются поверхностно-активные вещества (ПАВ) — органические соединения, изменяющие поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Химический состав ПАВ исключительно разнообразен, но для большинства из них характерно асимметричное строение молекул, включающих гидрофильную (притягивающую воду) группировку и гидрофобную (отталкивающую воду) органическую цепь.

Гидрофильность функциональных группировок улучшает водный режим почвы, усиливая полезную влагоемкость и ослабляя эрозию. Гидрофобность препятствует поглощению воды. Благодаря этому сдерживаются процессы набухания, прекращается капиллярный подъем воды к поверхности почвы, не происходит заплывания почвенных агрегатов, на поверхности почвы не образуется корка, создаются условия для хорошей фильтрации осадков или поливных вод через крупные дренирующие поры.

При выборе ПАВ в качестве структурообразователей почвы необходимо использовать только те, которые совершенно безвредны для растений. Однако следует отметить, что большинство ПАВ не только улучшает структуру почвы, но и стимулирует рост и развитие растений. Прибавка урожая при их использовании колеблется от 10 до 50%.

В зависимости от препарата норма расхода ПАВ колеблется от 10-4 до 1% сухого вещества относительно к сухой массе почвы.

Улучшение гумусного состояния почв. В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства отчетливо проявляется тенденция к снижению гумусированости почв. Однако потеря гумуса не является неизбежной. Высокая культура земледелия может способствовать не только сохранению, но и повышению запасов гумуса и формированию новых видов окультуренных высокогумусированных почв. Для этого необходимы расчет баланса гумуса и разработка системы мероприятий, направленных на поддержание бездефицитного баланса в высокогумусированных почзах и положительного баланса в почвах, бедных гумусом.

Баланс гумуса складывается из величины поступления в почву органического вещества и расхода гумуса за определенный промежуток времени или на определенной площади. Поскольку формирование высоких урожаев требует значительных расходов биогенных элементов почвы (при урожае зерновых культур 50 ц/га расходуется не менее 10 ц/га гумуса), большое внимание следует уделять вопросам накопления в почве органического вещества. Основными статьями прихода органического вещества в агроценозах является его поступление в почву с корневыми выделениями, прижизненным опадом, послеуборочными остатками и органическими удобрениями.

Дефицит гумуса, обусловленный ежегодной минерализацией вещества, потерей гумуса с поверхностным стоком и его вымыванием из пахотного слоя, в настоящее время может быть компенсирован путем внесения значительных количеств различных видов органических удобрений.

В качестве таких удобрений могут быть использованы отходы животноводства и птицеводства, торф и торфокомпосты, сапропели, осадки сточных вод, твердые бытовые отходы и т.п.

Общая потребность России в органических удобрениях составляет более 800 млн т ежегодно, что соответствует внесению на каждый гектар не менее 6,2 т органических удобрений в год. Однако обеспеченность пахотных почв России ресурсами удобрений составляет лишь около 70% потребности в них для создания бездефицитного баланса гумуса.

Первое место по значимости для сельского хозяйства занимают органические удобрения на основе отходов животноводства (навоз).

Высокая эффективность навоза доказана многовековой историей применения, а данные многочисленных исследований свидетельствуют о его разностороннем положительном влиянии на почву и ее плодородие. Навоз представляет собой полное удобрение, содержащее все питательные вещества, необходимые растениям. При полном и рациональном использовании навоз возвращает почве большую часть элементов питания растений для их повторного и многократного использования. Кроме того, при внесении навоза улучшается структура почвы, увеличивается ее прогреваемость и водоудерживающая способность, а также усиливается микробиологическая активность почвы. Навоз в отличие от минеральных удобрений обладает длительным действием (от 6 до 18 лет на разных почвах).

Однако бесподстилочный (жидкий) навоз может привести к загрязнению окружающей среды, поэтому при использовании этого вида органических удобрений необходимо выполнять мероприятия, направленные на предотвращение негативных последствий: строго соблюдать научно обоснованные нормы его внесения, обеспечивать быструю заделку в почву, и т.д.

Укрупнение птицеводческих ферм и строительство современных птицефабрик в последние годы существенно повысило долю птичьего помета в общем объеме производства органических удобрений. По удобрительной ценности птичий помет превосходит все другие отходы животноводства.

Важным источником органического вещества для улучшения баланса гумуса является солома, которая при условии одновременного внесения азотных удобрений лишь немногим уступает навозу. Многочисленными исследованиями установлено, что органическое вещество соломы способствует созданию благоприятной для растений почвенной структуры, повышает водоудерживающую и поглотительную способность почвы, делает ее устойчивой к ветровой и водной эрозии, ослабляет разрушительное воздействие механической обработки почвы.

При использовании соломы как удобрения ее мелко заделывают в почву осенью, либо оставляют в поле на зиму и запахивают весной. Источником органического вещества также являются пожнивные и корневые остатки сельскохозяйственных культур, которые остаются на полях. Количество этих остатков определяется видом и урожаем культуры, высотой стерни и т.д. Однако величина новообразования гумуса в почве за счет пожнивно-корневых остатков составляет порядка 1 т/га.

Повышению плодородия почв также способствует посев растений, зеленая масса которых не скашивается, а запахивается в почву, обогащая ее органическим веществом. Этот прием улучшения гумусного состояния почвы, известный и широко применявшийся еще в античном мире, называется зеленым удобрением почвы, или сидерацией. 150—200 ц зеленой массы пожнивной бобовой культуры, запаханные в почву поздней осенью, по своему удобрительному действию равноценны внесению 20 т навоза. Применение зеленого удобрения экономически целесообразно, так как не требует значительных трудовых затрат, связанных с доставкой и внесением органического удобрения.

На зеленое удобрение возделывают преимущественно бобовые культуры (люпин, горох, вика и др.), способные связывать азот воздуха и обогащать им почву. Кроме того, мощная корневая система этих растений хорошо разрыхляет почву и переносит в пахотный слой питательные вещества из более глубоких горизонтов.

Наиболее широко используемым природным ресурсом органических удобрений является торф. Общие запасы торфа в России составляют около 15,5 млрд т, однако по территории страны они распределены неравномерно. Максимальные запасы торфа сосредоточены в северо-западных районах европейской части, на севере Урала и в центральных районах Западно-Сибирской равнины.

Торф в природе образуется в результате скопления не полностью разложившихся в болотных условиях остатков растений, в основном мха-сфагнума, и содержит в своем составе до 90% органического вещества. Его применяют для приготовления торфо-навозных и торфо-пометных компостов, в теплично-парковом хозяйстве, в производстве торфо-азотно-минеральных удобрений. На торфяной основе созданы комплексные гранулированные удобрения с длительным последствием (в течение 2—3 лет).

В качестве органического удобрения может быть использован сапропель. Сапропель, или озерный ил, состоит из частичек, почвы и материнских пород, продуктов распада растений и животных и осадков минеральных солей. В России его запасы составляют 92 млрд т, причем естественный прирост сырой массы сапропеля достигает 3—8 мм в год, т.е. ресурсы этого ценного органического удобрения непрерывно пополняются. Сапропелевые отложения характеризуются высоким содержанием гумуса, азота и зольных элементов.

Сапропель — дешевое и доступное для сельского хозяйства органическое удобрение, применение которого целесообразно вблизи от мест его залегания. Наиболее рациональным является гидромеханизированный способ добычи сапропеля в сочетании с его гидротранспортировкой по трубопроводам.

Источником пополнения органического вещества почвы может стать использование промышленных и городских отходов. В настоящее время эта задача решается по следующим направлениям: 1) использование в качестве органических удобрений осадков городских сточных вод; 2) использование в качестве удобрений промышленных отходов, содержащих органические вещества (отходы пищевой, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей промышленности и др.); 3) использование сточных вод для удобрительных поливов и орошения. Ценными органическими удобрениями служат отходы гидролизного производства — гидролизный ил и гидролизный лигнин, содержащие до 80% органического вещества. Кроме того, лигнин и его компосты обладают высокой структурирующей способностью и могут быть использованы в качестве структурообразователей для почв с отрицательным водно-воздушными характеристиками.

Важным резервом восстановления плодородия эродированных почв является нанесение на них слоя почвы с большим содержанием гумуса. Этот прием называется землеванием, или реплантацией.

В последнее время значительное количество сельскохозяйственных земель отчуждается под промышленное и жилищное строительство, добычу полезных ископаемых, прокладку дорог, трубопроводов, каналов, а также затопляется при строительстве водохранилищ. Объем почвенного слоя, снимаемого при производстве различных земельных работ, в целом по России исчисляется миллионами кубических метров и выступает значительным резервом для проведения землевания. Кроме того, во время сильной дефляции в Ставропольском крае и Ростовской области в 60—70-е гг. XX века у многих лесополос и внутри них накопились огромные (до 3—4 м) валы из верхнего гумусированного слоя почвы, сдутой во время сильных ветров с прилегающих полей.

В качестве реплантанта также могут быть использованы смытые верхние горизонты почвы, отложенные в виде наносов в прудах, балках и водохранилищах. При этом восстановление плодородия эродированных почв за счет этих наносов сопровождается восстановлением самих водохранилищ. Реплантация эродированных почв нашла применение в Молдавии, на Украине, в некоторых районах России.

Регулирование водного режима сельскохозяйственных угодий. В последние десятилетия XX века на нашей планете отмечена все более усиливающаяся аридизация суши. Под этим термином понимают сложный и разнообразный комплекс процессов и тенденций уменьшения степени увлажненности обширных территорий и вызванного этим сокращения биологической продуктивности экологических систем. Наблюдающаяся на протяжении ряда лет на обширных территориях Африки, Юго-Восточной и Южной Азии, ряда стран Южной Америки аридизация суши в различной степени ее проявления (от частых засух до полного опустынивания) крайне обостряет проблему обеспечения водой, продовольствием, кормами. Угодья, окаймляющие пустыни, не выдерживают нагрузки и сами превращаются в пустыни с глубоким изменением экосистем. Процесс опустынивания приобрел огромный размах: ежегодно образуется около 60 тыс. км2 новых пустынь. В России отмечается аридизация юга и юго-востока европейской части страны, которая уже сказалась на стоке рек Каспийского и Черноморского бассейнов.

Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур большое значение имеет увлажнение земель. Так, для прорастания семян пшеницы требуется около 45%, а для свеклы — около 120% воды от массы семян. На получение 1 т сухой массы пшеницы в среднем расходуется примерно 500 т воды, а на 1 т риса — более 1000 т воды. Поэтому важное значение для плодородия почв имеет проведение мероприятий, направленных на увеличение поступления воды в почву: регулирование поверхностного стока, снегозадержание, орошение, а также меры по сохранению влаги в почве. Особое место в этих мероприятиях занимают различные виды орошения.

Оросительные системы мира сегодня обслуживают около 250 млн га. Всего орошается 15—-20% обрабатываемых площадей, которые дают 30—40% мировой продукции земледелия.

Источниками воды для орошения являются реки в естественном и зарегулированном состоянии, местный поверхностный сток, подземные воды. Для орошения могут быть использованы хозяйственно- бытовые, промышленные, шахтные, дренажно-сбросные воды оросительных систем, а также морские воды. Пригодность воды для орошения определяется различными факторами: общим содержанием солей в воде, химическим составом воды, водно-физическими свойствами почв, содержанием и составом солей в почве, дренированностью территории.

При неправильном орошении часто наступает вторичное засоление и заболачивание почв. Этому способствуют завышенные поливные нормы, фильтрация воды через стены оросительных каналов, отсутствие или неудовлетворительная работа коллекторно-дренажной сети, что в итоге вызывает повышение уровня минерализованных фунтовых вод.

В целях исключения отрицательного воздействия орошения на окружающую среду необходимо осуществлять комплекс мероприятий. Главным условием при этом является высокое качество проектных и строительных работ, а также высокий уровень земледелия и эксплуатации оросительных систем. Необходимо строго придерживаться планового водопользования, оперативно корректировать режим орошения сельскохозяйственных культур. Для понижения уровня фунтовых вод, приостановления процессов вторичного засоления и осолонцевания следует строить дренажные системы и осуществлять их правильную эксплуатацию.

К землям, имеющим неблагоприятный для сельскохозяйственных растений водный режим и нуждающимся в мелиорации, относятся избыточно увлажненные земли. Общая площадь таких земель на территории бывшего СССР составляет примерно 235 млн га, в том числе болот и заболоченных земель — 190 млн га, минеральных постоянно или временно увлажненных земель (поймы рек, подтопляемые земли в зонах водохранилищ и озер) — 45 млн га. Значительные площади избыточно увлажненных земель находятся в зоне тундры и лесной зоне, причем на долю заболоченных и болотных почв в таежной и таежно- лесной зонах приходится 19—26% от всей площади зоны. Для сельскохозяйственного использования пригодно примерно 135 млн га избыточно увлажненных земель, тогда как доля сельскохозяйственных угодий составляет 24% от площади всех болотных и полуболотных почв.

Осушение избыточно увлажненных земель в зависимости от типов водного питания и причин избыточного увлажнения осуществляют путем понижения уровня грунтовых вод, снижения их напорности, ускорением стока поверхностных вод и отвода воды из пахотного горизонта, ограждением осушаемой территории от притока со стороны поверхностных и грунтовых вод. Для этого используют различные виды дренажа (горизонтальный и вертикальный) и открытые каналы. Пахотные земли в настоящее время осушают преимущественно закрытым горизонтальным дренажем.

На любом объекте вследствие многообразия типов водного питания и причин избыточного увлажнения применяют не один, а обычно несколько методов и способов осушения в различных сочетаниях.

Осушением избыточно увлажненных земель регулируется водный режим корнеобитаемого слоя почвы, но земли остаются неплодородными и неокультуренными, то есть не подготовленными для. получения на них высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Поэтому осушение следует рассматривать как начало работ по мелиорации болотных земель. После осушения в целях превращения этих земель в сельскохозяйственные угодья проводят комплекс культуртехнических мероприятий: подготовку или улучшение поверхности участка, создание и окультуривание пахотного слоя.

Применение комплекса агротехнических и мелиоративных приемов Я внесение оптимальных доз удобрений, рыхление и увлажнение почв — дает возможность ежегодно получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур. Так, осушаемые земли многих областей Нечерноземной зоны России при доле в 30—40% от пахотных земель этой зоны обеспечивают валовой сбор урожая льна, многолетних трав, картофеля и корнеплодов, составляющий 50—70%. При правильной эксплуатации и интенсивном использовании осушаемых земель затраты на строительство осушительных систем окупаются за 7— 10 лет.

Однако при неправильном осушении наблюдается понижение уровня фунтовых вод до недопустимых пределов, что вызывает переосушку земель, а также происходит ветровая эрозия, быстрая минерализация торфа, изменение количественного состава вод, растительного покрова и животного мира.

Проведение осушения избыточно увлажненных земель должно сочетаться с орошением, необходимым для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур, страдающих от недостатка влаги в корнеобитаемом слое почвы в летние периоды. Гарантированное водообеспечение осушаемых болот предохраняет торфяные почвы от возможных случаев пожара, возникновение которых вызывается способностью торфа самовозгораться в результате разложения органического вещества при благоприятном для этого температурном режиме и влажности торфа. Современная осушительно-увлажнительная система состоит из двух частей: осушительной (для удаления избыточных вод) и увлажнительной (для подачи дополнительной влаги растениям в засушливые периоды).

Химическая мелиорация почв. Задачей химической мелиорации является коренное улучшение химического состояния и структуры почв при помощи специальных веществ — химических мелиорантов.

Каждое сельскохозяйственное растение нормально развивается и дает хороший урожай при оптимальном для этого растения значении среды почвенного раствора (рН), причем большинство растений предпочитают почвы с нейтральной или близкой к нейтральной реакцией среды.

При помощи химических мелиорантов можно регулировать реакцию почвенного раствора и создавать наиболее благоприятные условия для возделывания сельскохозяйственных культур.

Подавляющее большинство пахотных земель России относится к кислым почвам, которые без химической мелиорации являются малопродуктивными. Неблагоприятные свойства кислых почв могут быть устранены в том случае, если содержащиеся в почвенном поглощающем комплексе этих почв ионы водорода и алюминия будут замещены ионами кальция. Для этих целей используют известь СаСО3, вследствие чего данный метод мелиорации получил название известкования.

Известкование повышает рН почвенного раствора и значительно улучшает многие свойства почвы, в результате чего существенно повышается урожайность сельскохозяйственных культур.

Почвы, имеющие высокие значения рН почвенного раствора, в природе встречаются намного реже, чем кислые. Однако эти почвы распространены в более южных регионах России с максимально подходящими для выращивания большинства сельскохозяйственных культур климатическими условиями. Кроме того, щелочная реакция крайне неблагоприятна для растений, которые практически не могут расти при значениях рН почвенного раствора более 8.

Для нейтрализации щелочности, обусловленной присутствием в почве карбонатов и гидрокарбонатов натрия (Na2C03 и NaHC03), используют слабые растворы различных кислот, чаще — серной кислоты. Такой метод химической мелиорации носит название кислова- ния. Кроме кислоты, аналогичное действие оказывают гидролитически кислые соли, которые вследствие реакции гидролиза образуют кислоты. В качестве подобного мелиоранта на щелочных почвах используют железный купорос.

Химическую мелиорацию целесообразно применять и для улучшения свойств солонцовых почв. Солонцовые почвы отличаются крайне неблагоприятными для растений свойствами, обусловленными присутствием в почвенном поглощающем комплексе (ППК) этих почв значительных количеств ионов натрия. Именно повышенное содержание в почве ионов натрия вызывает процесс осолонцевания почв, в результате чего образуются солонцы, обладающие плохими водно- физическими свойствами. Эти почвы отличаются высокой вязкостью, липкостью, сильным набуханием во влажном состоянии и способностью к уплотнению при иссушении, а также слабой физиологической доступностью влаги.

Мелиорация солонцовых почв проводится методом гипсования, то есть внесением гипса CaS04 2H20. При этом происходит замещение двух ионов натрия, входящих в состав ППК, на один ион кальция гипса. В результате гипсования свойства солонцов значительно улучшаются, и эти почвы становятся пригодными для выращивания сельскохозяйственных растений.

Рекультивация земель. Быстрый рост и расширение масштабов горных разработок и других видов хозяйственной деятельности, сопровождающихся отчуждением земельных угодий, разрушением естественных ландшафтов и загрязнением окружающей среды, остро ставят вопрос о необходимости рекультивации — восстановления благоприятных природных свойств территории, где завершены горные работы.

Рекультивация ландшафта включает комплекс горно-технических, мелиоративных сельскохозяйственных или лесохозяйственных и инженерно-строительных работ. На первом — горно-техническом — этапе осуществляется восстановление первоначального рельефа и подготовка к последующей биологической рекультивации, предусматривающей работы по восстановлению почвенного покрова и растительности.

Методы рекультивации зависят от состава вскрышных пород, технологии ведения горных работ, природных условий местности. Как правило, земли, изъятые у сельского хозяйства, восстанавливаются под сельскохозяйственные угодья. В густонаселенных промышленных районах, где дефицит пахотных земель особенно ощутим, предпочтение также отдается сельскохозяйственному или рекреационному восстановлению рекультивируемых территорий.

Для возвращения нарушенных земель в сельское хозяйство необходим предварительный анализ химического состава пород вскрыши и их агрономическая оценка. Результаты анализа используют для того, чтобы избежать вынесения бесплодных и фитотоксичных пород в верхние слои рекультивируемых почвогрунтов, а захоронить их на глубине 1—3 м под породами с более благоприятными свойствами.

В настоящее время разработана классификация отвальных пород, которая с учетом их минералогического, механического и химического состава и некоторых физико-химических характеристик позволяет разделить породы на четыре категории по их пригодности для сельскохозяйственного освоения и наметить приемы для их улучшения.

Перед началом вскрышных работ проводят химический анализ и агрономическое обследование, выбирая вид будущего освоения этих земель. Слой плодородной почвы, не смешивая его с породами вскрыши, снимают с площади, подготавливаемой к разработке, обеспечивая продвижение фронта работ не более чем на один год. Если снятую почву нельзя сразу же нанести на заранее подготовленные рекультивируемые участки, ее складируют на заранее выбранных площадках, расположенных на ровных, возвышенных и сухих местах, укладывают там в бурты высотой 5—10 м и засевают одно- или многолетними травами во избежание эрозии и дефляции.

При оптимальной организации рекультивационных работ гумусный слой почвы не складируют, а сразу наносят на спланированную бульдозерами поверхность отработанного участка рудника или карьера. Свежие отвалы легче поддаются планировке, дают равномерную осадку и практически в течение одного года возвращаются в сельское хозяйство. После 3—6 месяцев интенсивной усадки проводится повторная планировка участка и начинается его биологическое освоение.

Биологическая рекультивация направлена на создание на рекультивируемом участке почвенного профиля и повышение его плодородия. В пределах искусственно насыпаемого или намываемого слоя должен быть сформирован корнеобитаемый горизонт, мощность которого зависит от назначения участка: для зерновых культур и многолетних трав он должен быть не менее 0,8 Ц для плодовых культур Ц 1,5—2 м.

Корнеобитаемый слой рекомендуется формировать из почвенной массы и лессовидных карбонатных суглинков, причем мощность собственно гумусового слоя может колебаться от 0,3 до 0,8 м, что зависит прежде всего от наличия плодородных почв. Нижняя часть корнеоби- таемого слоя формируется из грунтов с благоприятными водно-физическими свойствами.

В степных зонах с недостаточным увлажнением и плодородными черноземными почвами возможно и целесообразно создание на восстанавливаемых территориях почвенного профиля повышенного плодородия. Для этого рекомендуется досыпку котлованов рудников и выработок производить в три слоя: слой красно-бурых глин толщиной 2—3 м, затем слой песка 0,5—0,6 м, на который слоем 0,5—1,0 м наносится чернозем. Такой вариант рекультивации создает оптимальные условия орошения и обеспечивает высокое плодородие рекультивируемых участков.

Если грунт отвалов имеет агрономически неблагоприятные свойства, перед нанесением на спланированную поверхность плодородного слоя проводят коренную химическую мелиорацию подготовленного участка. При такой постановке работ карьер из года в год перемещается над рудным телом, оставляя после себя не бросовые земли, а полностью восстановленные сельскохозяйственные угодья.

Гораздо меньших затрат требует лесная рекультивация. Она может осуществляться на токсичных фунтах и в неблагоприятных условиях рельефа и потому имеет гораздо большее распространение. Лесная рекультивация имеет почво- и водоохранную, а также рекреационную направленность. На местах старых карьеров проводится водная рекультивация, т.е. создаются водоемы для образования запасов промышленной или питьевой воды и организации зон отдыха. В нашей стране считается оптимальным соотношение площадей, восстанавливаемых под лес и пашню, равное 3:2.

Четко разграничить методы и цели отдельных видов рекультивации невозможно, обычно они сочетаются на одной и той же территории. Так, откосы отвалов обычно отводят под облесение, на распланированной поверхности внутренних отвалов после формирования почвенного слоя восстанавливаются пахотные земли, а карьеры и выемки заполняются водой.

При правильно выбранной технологии практически полное возвращение многих нарушенных земель в хозяйственную деятельность осуществляется за 4—5 лет. В настоящее время площадь рекультивированных земель в России составляет около трети общей площади нарушенных, причем масштабы рекультивации быстро растут. Если в 1971—1975 гг. было восстановлено 180 тыс. га нарушенных земель, то в период 1986-1990 гг. их было рекультивировано уже 600 тыс. га.

Защита окружающей среды при химизации сельского хозяйства

Под химизацией сельского хозяйства понимают научно обоснованную систему мероприятий по увеличению или восполнению естественного плодородия земель путем применения химических удобрений, повышению продуктивности животноводства с помощью химических добавок к кормам, а также по борьбе с вредителями и болезнями с помощью пестицидов.

Необходимость применения химических средств борьбы с болезнями, вредителями растений и сорняками определяется значительным ущербом, причиняемым ими сельскому хозяйству. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), потенциальные потери урожая от вредителей составляют 13,8%, от болезней — 11,6%, от сорняков — 9,5%.

В настоящее время в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями и вредителями растений используют целый комплекс мероприятий: агротехнические приемы, выведение устойчивых к вредителям и болезням сортов (в том числе генетически модифицированных), использование биологических, химических и других методов, прямо или опосредованно влияющих на вредителей культурных растений. Однако при современном состоянии сельскохозяйственного производства наиболее эффективен химический метод, основанный на применении пестицидов, обеспечивающих надежную защиту урожая и высокую экономичность.

Побочными негативными последствиями химической мелиорации являются загрязнение окружающей среды и причинение вреда здоровью человека, лесной растительности, дикому животному миру, рыбным запасам. Обладая биологической активностью, пестициды вызывают гибель не только вредных, но и полезных организмов. Поэтому в настоящее время уделяется большое внимание созданию препаратов избирательного действия, направленных только против вредных организмов. Действие этих препаратов основывается на биохимических различиях организмов. Однако в настоящее время основным мероприятием, предупреждающим вредное воздействие пестицидов на объекты окружающей среды, является строгий контроль за их использованием и накоплением в различных объектах, а также соблюдение требований по технике безопасности при производстве, хранении, транспортировке и применении пестицидов.

Основным требованием, предъявляемым к химическим препаратам, является их малая токсичность для теплокровных животных и человека. Каждый новый препарат, предлагаемый для борьбы с вредителями и болезнями растений, предварительно всесторонне изучается в опытах на лабораторных животных, и на основании полученных результатов органы здравоохранения принимают решение о возможности применения данного ядохимиката. Специально уполномоченные государственные органы регулируют использование химических веществ в сельском хозяйстве, ведут учет и регистрацию химических препаратов, выдают разрешения на их применение, которое в обязательном порядке нормируется.

Список химических препаратов, разрешенных для применения в сельском хозяйстве, периодически пересматривается и утверждается. Одновременно даются обязательные рекомендации по применению новых препаратов, устанавливаются нормы расхода препарата, сроки его применения, интервалы между последней обработкой и сбором урожая, содержание препарата в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, остаточные количества химических веществ в продуктах питания растительного и животного происхождения.

Ассортимент применяемых пестицидов постоянно совершенствуется, запрещается применение токсичных химикатов, не подвергающихся дальнейшему распаду в почве и активно воздействующих на организм человека и окружающую среду, стойкие высокотоксичные препараты заменяются менее стойкими, сравнительно быстро разлагающимися под влиянием света, микроорганизмов почвы и других факторов и образующими при этом нетоксичные продукты.

Так, в последние годы значительно сократилось применение хлорорганических инсектицидов, способных накапливаться в организме животных и концентрироваться в пищевых цепях. Во многих странах практически полностью прекращено использование ДДТ и ряда других хлорорганических пестицидов.

В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию пестицидов, удовлетворяющих высоким требованиям к современным препаратам. Работы по изысканию эффективных пестицидов проводятся по следующим основным направлениям: 1) изучение пестицид- ных свойств веществ биологического происхождения; 2) сплошной скрининг (испытание) новых синтезированных соединений; 3) моделирование природных соединений; 4) аналоговый синтез с учетом пестицидных свойств уже известных активных веществ; 5) изучение метаболизма и механизма действия органических соединений различных классов; 6) изучение действия органических соединений различных классов на ферментные системы вредных и полезных организмов и выбор веществ с определенной избирательностью действия.

Применение ядохимикатов, условия безопасности и гигиены труда при работе с ними определяются санитарными правилами по хранению, транспортировке и применению пестицидов в сельском хозяйстве. Согласно этим правилам, руководители сельскохозяйственных организаций для подобных работ обязаны выделить практически здоровых работников, своевременно проводить их медицинский осмотр. К работе с пестицидами не допускаются подростки и люди пожилого возраста, а также беременные и кормящие грудью женщины. Работники должны быть обеспечены индивидуальными средствами зашиты, спецодеждой, для них должны быть созданы условия для соблюдения личной гигиены и безопасности, а администрация обязана организовать хранение, стирку и обезвреживание загрязненной одежды и средств индивидуальной защиты.

Действующими правилами установлен порядок учета и хранения ядохимикатов. Хранение больших партий пестицидов осуществляется только на специальных складах, имеющих разрешение органов санитарного надзора. Работы по применению пестицидов должны быть механизированы и выполняться только при помощи специальной аппаратуры. Применяемая техника, машины и аппараты должны быть исправны и использоваться только по назначению. По окончании работ машины и другие транспортные средства должны быть тщательно вымыты, вычищены и обезврежены.

Для профилактики возможного вредного влияния пестицидов при их массовом применении большое значение имеет чередование использования препаратов с различным механизмом действия. Это позволяет не только избегать накопления пестицидов в окружающей среде, но и предотвращать возможность появления устойчивых к данным пестицидам вредных организмов.

О начале работ с ядохимикатами предварительно оповещаются жители близлежащих населенных пунктов и соответствующие службы; на границах обрабатываемых участков выставляются единые знаки безопасности для работ с пестицидами, запрещающие проведение полевых работ и нахождение скота и птицы на таких участках до истечения установленных карантинных сроков. При обработке пестицидами должны также предусматриваться меры по охране атмосферного воздуха, источников водоснабжения и почвы. Запрещается авиахимическая обработка участков, расположенных ближе 1 км от населенных пунктов. В целях охраны водных объектов обработка полей, лесов, парков допускается только при наличии 300-метровой санитарно-защитной зоны между обрабатываемым объектом и водоемами санитарно-бытового пользования, при большом уклоне местности в сторону водоема защитная зона увеличивается до 500 м. Для рыбохозяйственных водоемов защитная зона устанавливается шириной не менее 500 м, а в определенных случаях — 2 км.

несоблюдении норм внесения агрохимикатов в почву или на обработку растений эти ядохимикаты могут попасть в продукты питания. Источником загрязнения последних служат те химические вещества, которые не подвергаются распаду в течение одного производственного цикла. За содержанием остаточных количеств пестицидов в продуктах питания ведется постоянный государственный контроль, который осуществляется специальными лабораториями агрохимической службы. На произведенную продукцию должен быть получен сертификат качества, устанавливающий ее экологическую характеристику и безвредность для здоровья. Сельскохозяйственная продукция на овощебазах и овощехранилищах проверяется на содержание остаточных количеств вредных веществ. Надзор за получением сертификатов качества осуществляют органы санитарно-эпидемиологической службы.

Кроме химических средств защиты растений в последнее время во многих развитых странах значительно расширилось применение биологических средств борьбы с вредителями и болезнями растений: биологических, биофизических, генетических и других.

Один из биологических методов борьбы с вредителями и болезнями растений основан на использовании бактериальных препаратов, вызывающих массовые заболевания и гибель вредных организмов. Внесенные бактерии становятся сочленами биоценоза и в течение нескольких лет или месяцев ограничивают численность вредного вида, при этом не причиняется ущерб остальным живым организмам и не загрязняется окружающая среда. Наиболее широко используются три- хограмма, псевдофикус, мушка фитомиза, энтобактерин, дендробациллин. Кроме бактериальных применяются также вирусные препараты.

Биологический метод защиты может дополнять химический, что особенно важно, поскольку примерно 300 видов насекомых в настоящее время уже выработали устойчивость к инсектицидам. Сейчас известно свыше 400 вирусов, насекомых и клещей, которые способны вызывать массовые эпидемии среди чрезмерно разросшихся популяций насекомых.

В последнее время ведутся работы по созданию аттрактантов, с помощью которых вредных насекомых привлекают на ограниченную площадь и уничтожают, а также разрабатываются методы биологического контроля, включающие стерилизацию вредителей или задержку развития молоди некоторых насекомых. Весьма перспективным представляется также выведение сортов сельскохозяйственных культур, устойчивым к вредителям и болезням.

Кроме пестицидов, к агрохимикатам, способным оказывать негативное воздействие на окружающую среду, относятся минеральные удобрения. Однако данное явление наблюдается только при несоблюдении научно обоснованных принципов и приемов работы с удобрениями, то есть при нарушении правил их производства, транспортировки, хранения и применения. В профилактике загрязнения окружающей среды большое значение имеют рациональные технологии применения удобрений — правильный выбор дозы, сроки и способы внесения, способы регулирования процессов нитрификации, использование высококонцентрированных удобрений с малым количеством баластных веществ, гранулирование и капсулирование удобрений. Поскольку значительная часть потерь активных элементов удобрений связана с эрозионными процессами, то борьба с эрозией почв является также эффективным методом охраны окружающей среды от загрязнения.

Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое «экологический взрыв»?
  2. Что такое агроэкология? Агроэкосистема? Отличие агроэкосистем от природных экосистем ?
  3. Что такое педосфера?
  4. Виды деградации почв. Дать краткую характеристику.
  5. Что такое почвенное плодородие и чем оно обеспечивается ?
  6. Дать определение гумуса. Его свойства и роль в обеспечении почвенного плодородия.
  7. Что такое пестициды и для чего они применяются ?
  8. Какие основные требования предъявляются к пестицидам? Техника безопасности при их применении.
  9. Что представляет собой биологический метод борьбы с вредителями и болезнями растений?
  10. Что такое аридизация суши ? Каковы ее последствия ?
  11. Что такое мелиорация? Какие виды мелиорации вы знаете?
  12. Виды загрязнений почв.
  13. Что такое рекультивация и в каких случаях она применяется?
 

Интересно знать

Департамент энергетики США отобрал 37 исследовательских проектов в области хранения энергии, энергии биомассы, захвата диоксида углерода и ряда других направлений. Среди них - новые металловоздушные батареи на основе ионных жидкостей с плотностью энергии превышающей в 6-20 раз плотность энергии обычных литиевых аккумуляторов, а так же проект по получению бензина непосредственно из солнечного света и CO2 используя симбиоз двух микроорганизмов.

купить mobil 10w40 mobil 10w40 интернет магазин автомасел
 
підшипник гумометалевий купить запчасть 6K9501541 Skoda Audi Volkswagen Seat
 
http://myhitmp3.top/mp3/atmozfears+id
 
btc laundry