Экологические проблемы, связанные с интенсификацией земледелия

Глава 11. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В СВЯЗИ

С ПРИМЕНЕНИЕМ УДОБРЕНИЙ

Экологические проблемы, связанные с интенсификацией земледелия

Интенсивное использование средств химизации резко обострило проблемы охраны окружающей среды. Нарушение требований применения удобрений, в первую очередь азотных и бесподстилочного навоза, не только негативно воздействует на водоемы, водоисточники, растительность, но нередко приводит к повышенному содержанию в растениеводческой продукции соединений, вредных для человека и животных.

В связи с негативными последствиями неправильного применения удобрений в качестве одного из возможных путей развития сельского хозяйства предлагается полный отказ от их применения и переход к биологическому, или альтернативному, земледелию. В качестве удобрений сторонники биологического земледелия предлагают использовать растительные остатки, навоз, сидераты, различные органические отходы, возделывать бобовые травы, применять биологические методы защиты от болезней и вредителей. Однако альтернативные системы удобрения неизбежно вызовут снижение урожайности сельскохозяйственных культур, что не позволит обеспечить возрастающее население нашей планеты достаточным количеством продуктов питания.

Анализ экспериментальных данных различных систем земледелия позволяет сделать вывод, что достижения в растениеводстве возможны не вследствие разработки альтернативных систем земледелия, а путем совершенствования существующих. Главное при этом – научно обоснованный севооборот, применение всех видов органических удобрений, повышенное внимание зеленым удобрениям, ограниченное использование минеральных удобрений, причем способами обеспечивающими равномерное их внесение (это, прежде всего, локальное внесение), выбор наиболее эффективных форм, экологически безопасная система защиты растений.

Наибольшее распространение альтернативное земледелие получило в США, Швейцарии и Дании. Но и в этих странах его используют небольшое число ферм: в США – 0,9 – 1,3 %, в Швейцарии – 0,8, в Дании – 1,4 %. Как видим, альтернативное земледелие – не выход из положения, так как оно не может обеспечить человечество достаточным количеством продуктов питания. Однако в связи с возрастающей нагрузкой на окружающую среду при интенсивном применении средств химизации дальнейшее развитие комплексных агрохимических исследований с учетом экологизации и биологизации земледелия приобретает особую актуальность и значение.

В прессе часто преувеличиваются негативные последствия применения удобрений и пестицидов. К тому же пестициды и удобрения нельзя ставить в один ряд, так как первые – это синтетические яды, а вторые – продукт природы. Совершенно не правы те, кто утверждает, что вся продукция, выращенная с применением удобрений, вредна для здоровья. При внесении удобрений в оптимальных дозах можно получить высококачественную продукцию не только не уступающую, но и по ряду показателей (содержание белка, аминокислотный состав и др.) превосходящую растениеводческую продукцию, выращенную при биологическом земледелии. Поэтому единственно правильный путь – это не отказ от применения минеральных удобрений, а коренное улучшение технологии их использования, внесение в оптимальных дозах и соотношениях, постоянный контроль качества продукции.

Применение химических веществ в сельском хозяйстве – относительно небольшой источник загрязнения окружающей среды. Огромный ущерб окружающей среде, в том числе сельхозугодьям, наносит использование природных источников энергии (газа, угля, нефти), при сгорании которых в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ, а также интенсивное развитие транспорта.

Избыточное внесение удобрений (в первую очередь азотных), особенно при несвоевременном их применении, может привести к загрязнению водоемов, грунтовых вод, повысить в них содержание нитратов, сульфатов, хлоридов и других соединений. Повышение в водоемах концентрации питательных элементов вызывает эвтрофикацию водоемов. Эвтрофикация – это обогащение вод питательными элементами, прежде всего азотом и фосфором, антропогенным или естественным путем. Наиболее нежелательным последствием эвтрофикации является чрезмерное развитие водорослей в водоемах – "цветение" и заболачивание из-за разрастания прибрежной флоры, что приводит к сокращению площади водоемов. Оптимальный рост водорослей происходит при концентрации фосфора 0,09 – 1,8 мг/л, нитратного азота – 0,9 – 3,5 мг/л, «цветение» воды начинается, когда концентрация фосфора в ней превышает 0,01 мг/л. 1 кг поступившего в водоем фосфора провоцирует образование 100 кг фитопланктона. Более низкие концентрации этих элементов ограничивают рост водорослей.

Существует неправильное мнение, что в реки и водоемы питательные элементы поступают только из удобрений. Исследования, проведенные в Беларуси и за рубежом, показали, что больше элементов питания поступает в водоемы из почвы. Значительную роль в загрязнении водоемов играют городские сточные воды. "Сельскохозяйственное" загрязнение природных вод возможно при применении удобрений в неоправданно высоких дозах, из-за нарушения агрохимической технологии и сроков внесения удобрений, неправильного хранения и использования отходов животноводческих ферм и комплексов.

При внесении удобрений, ретардантов, средств защиты растений выделяют ряд зон ограниченного использования средств химизации. Водоохранной зоной является территория, прилегающая к акваториям малых рек, на которой устанавливается специальный режим, предупреждающий загрязнение, засорение, истощение и заиление водоемов. Наименьшая ширина водоохранной зоны устанавливается в зависимости от среднемноголетнего уреза воды в летний период: для рек длиной до 50 км – 100 м; для рек длиной до 100 км – 200 м; для рек длиной свыше 100 км – 300 м. В водоохранной зоне запрещается вносить удобрения и пестициды при помощи авиации, размещать склады для хранения удобрений, пестицидов, навозохранилища, бурты навоза.

Значительный вред окружающей среде наносится бессистемным использованием бесподстилочного навоза, навозных стоков и других отходов животноводства в нарушение научно обоснованных рекомендаций. Наиболее существенным нарушением технологии применения навоза является недостаточное использование подстилочных материалов на животноводческих комплексах и несовершенство систем навозоудаления. Из-за этого в 1,5 – 2 раза уменьшается выход высококачественных органических удобрений, ежегодно теряются миллионы тонн жидких органических удобрений. Для предотвращения этих потерь в хозяйствах, имеющих животноводческие комплексы, на 1 га севооборотной площади нельзя вносить более 200 кг азота, в севообороты необходимо вводить промежуточные культуры на корм скоту или в качестве зеленого удобрения, что практически предотвращает потери нитратов от вымывания. Осенью внесение бесподстилочного навоза можно комбинировать с запашкой соломы или зеленых удобрений, что будет способствовать биологической иммобилизации азота в осенний и летне-осенний период и значительно снизит его потери.

Высказываются опасения о загрязнении атмосферы образующимися при процессах аммонификации, нитрификации и особенно денитрификации соединениями азота (аммиаком, оксидом и двуоксидом азота), а также молекулярным азотом. Выдвигается предположение, что закись азота и молекулярный азот реагируют с озоном и разрушают озоновый экран, что приводит к прорыву ультрафиолетовой радиации в тропосферу и биосферу с губительными последствиями для жизни. Международные эксперты не подтвердили существенного влияния удобрений на озоновый слой атмосферы, но эта проблема требует дальнейших углубленных исследований.

Вместе с минеральными удобрениями в почву поступает фтор, который содержится в фосфорных и некоторых комплексных удобрениях. Ежегодно во всем мире с фосфорными удобрениями поступает около 3 млн. т фтора. В суперфосфате содержится 1,2 – 2,7 % фтора. В среднем на 10 единиц фосфора с минеральными удобрениями вносится 1 единица фтора. Допустимое содержание фтора в почве – 3 мг/кг, при его превышении происходит накопление его в кормах в токсических количествах, а также миграция в грунтовые воды.

Избыток фтора неблагоприятно действует на растения, угнетая ферменты, тормозя фотосинтез, процессы дыхания, рост. Больше всего накапливают фтор петрушка, щавель, лук.

Суточная норма потребления фтора для человека – 3 мг. При недостатке фтора развивается кариес зубов. В Беларуси это заболевание широко распространено, что связано с низким содержанием фтора в воде. Поэтому фосфорные удобрения можно рассматривать как фактор, позволяющий повысить его содержание в растениеводческой продукции. В то же время избыток фтора не менее вреден, чем его недостаток. При избытке фтора развивается флюороз и другие заболевания. Если содержание фтора в воде больше 2 мг/л, у человека разрушается эмаль зубов, 8 мг/л – флюороз скелета. Повышенное содержание фтора в воде и кормах снижает продуктивность сельскохозяйственных животных. Максимально допустимое содержание фтора в дневном рационе коров – 30 мг/кг, свиней – 70 мг/кг, кур – 150 мг/кг.