Экологические проблемы химизации сельскохозяйственного производства

Основным потребителем химических веществ в сельском хозяйстве служит растениеводство. Ежегодно в мире для повышения плодородия почвы в составе минеральных удобрений вносится около 60 млн т азота, фосфора и калия и 4–5 млн т пестицидов [5].

Рациональное использование средств химизации возможно при наличии механизированных хранилищ и машин для подготовки, погрузки, транспортировки, перегрузки и внесения их в почву. Актуальной является также система мер экономического, организационного порядка и квалифицированных специалистов по применению средств химизации. Экологический аспект использования средств химизации заключается в несоблюдении установленных регламентов выполнения работ, содержащих комплекс технологических, технических, качественных и других требований. С точки зрения экологии главными являются качественные требования, прежде всего обеспечение сроков внесения, оптимальных доз и равномерности распределения минеральных удобрений, химических мелиорантов и средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков.

Фактические потери минеральных удобрений по республике достигают 15 % [5], что в пересчете на физический вес составляет более 600 тыс. т в год. Причинами такого положения могут быть следующие:

а) при хранении и применении туков. Минеральные удобрения прилипают к полу и стенам складов, к мешкотаре, просыпаются при разрыве мешков, разносятся колесами машин, погрузчиков, выдуваются ветром при погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке;

б) недостаточная обеспеченность необходимыми хранилищами;

в) потери при внесении за счет сноса ветром за пределы удобряемого поля.

Неравномерность внесения удобрений вызывает неравномерность почвенного плодородия и полегание посевов, что ухудшает качество урожая и затрудняет уборку. Основными причинами неравномерного внесения минеральных удобрений являются: несоблюдение правил производства работ; несовершенство конструкций машин, неточное вождение агрегатов. Первая причина обусловлена недостаточным контролем со стороны специалистов и руководителей хозяйств за регулировкой и настройкой технических средств, качеством выполнения технологического процесса. Центробежные разбрасыватели имеют ряд достоинств, однако получить с их помощью качественное распределение минеральных удобрений трудно. Это зависит от различных факторов: качества удобрений (плотности, формы гранул, сыпучести, влажности и др.); скорости и направления ветра; точности установки дозы; частоты вращения дисков, угла наклона дисков; количества и формы лопаток; высоты дисков над поверхностью поля и растений; места подачи удобрений на диск (положение туконаправителя); соблюдения стыковых проходов и т. д.

Важно также качественное внесение дробных доз азотных удобрений под сельскохозяйственные культуры, возделываемые по интенсивным технологиям. Применение разбрасывателей центробежного типа для подкормки вегетирующих культур с высоким стеблестоем, например зерновых культур в фазе кущения и колошения, не позволяет обеспечить требуемую равномерность внесения туков.

Потери удобрений при локальном внесении на 30–40 % меньше, чем при сплошном, и на столько же уменьшается попадание их в грунтовые воды и поверхностные источники [5].

Использование средств химической защиты растений является одной из главных проблем загрязнения окружающее среды. Применение их предусматривает приготовление рабочей жидкости, доставку ее к месту работы опрыскивателей, заправку их и непосредственное опрыскивание. Во время выполнения этих операций необходимо строжайшее выполнение регламента работ.

Увеличение рекомендуемых норм удобрений, неравномерное распределение их по полю, несоблюдение оптимальных сроков и способов внесения приводят к проникновению нитратов, сульфатов и хлоридов в грунтовые воды и повышению их содержанию в питьевой воде. Применение в большом количестве минеральных удобрений может снизить биологическую полноценность пищи и кормов, привести к нежелательным изменениям соотношения зольных элементов и состава органических компонентов.

Особенно опасно избыточное накопление в воде и растениях азотных соединений – нитратов и нитритов. Накопление азота в водоемах вызывает интенсивное развитие водной растительности и в результате – значительное уменьшение в воде кислорода, что губительно для рыб.

В процессе роста и развития растения большая часть попадающих в него азотсодержащих соединений используется для синтеза белков и некоторых других составных элементов. Однако, некоторая часть азотных соединений накапливается в виде солей азотной кислоты – нитратов. Употребление животными и человеком питьевой воды с наличием нитратов больше допустимых норм приводит к тяжелым заболеваниям. В организме человека под влиянием кишечной микрофлоры нитраты восстанавливаются в нитриты, которые приводят к образованию в организме метгемоглобина. Особенно чувствительны к нитратам дети.

Опасность применения пестицидов обусловлена их токсичностью для человека и фауны, а в некоторых случаях и для растений, кроме того, способностью вызывать побочные эффекты и отдаленные последствия.

Следует, однако, отметить и мнимую безопасность продукции, выращенной без применения химических средств. Нередко в ней обнаруживаются токсины, выделяемые фитопатогенами, что является не меньшей опасностью для здоровья человека, как и сверхнормативные остатки химикатов в продуктах.

Необходим экологический подход к защите растений, который позволил бы от традиционной, чисто «истребительной» стратегии защиты растений, не учитывающей законы природы, перейти к защите растений по принципу управления агроэкосистемами. Защита растений от вредителей, болезней и сорняков должна быть интегрированной, основанной на понимании того, что защита растений одновременно с ее высокой эффективностью должна быть экологически своевременной, не допускающей загрязнения биосферы пестицидами, обеспечивающей высокое качество сельскохозяйственной продукции, охрану здоровья людей, снижение материальных и энергетических затрат.

Сельское хозяйство — отрасль хозяйства, направленная на обеспечение населенияпродовольствием(пищей,едой) и получение сырья для ряда отраслей промышленности. Отрасль является одной из важнейших, представленной практически во всех странах.В мировом сельском хозяйстве занято около 1,1 млрд экономически активного населения(ЭАН).

Экологические проблемы сельского хозяйства.

Сельское хозяйство создаёт большее воздействие на природную среду, чем любая другая отрасль народного хозяйства. Причина этого в том, что сельское хозяйство требует огромных площадей. В результате меняются ландшафтыцелых континентов. На Великой Китайской равнине рос субтропическийлес, переходя на севере в уссурийскую тайгу, а на юге в джунглиИндокитая. В Европе агроландшафт вытеснил широколиственные леса, на Украине поля заменили степи.

Сельскохозяйственные ландшафты оказались неустойчивы, что привело к ряду локальных и региональных экологических катастроф. Так неправильная мелиорация стала причиной засоления почв и потери большей части возделываемых земель Междуречья, глубокая распашка привела к пыльным бурям в Казахстане и Америке, перевыпас скота и земледелие копустыниваниюв зонеСахель в Африке.

ильнее всего на природную среду воздействует земледелие. Его факторы воздействия таковы:

· сведение природной растительности на сельхозугодья, распашка земель;

· обработка (рыхление) почвы, особенно с применением отвального плуга;

· применение минеральных удобренийиядохимикатов;

· мелиорация земель.

И сильнее всего воздействие на сами почвы:

· разрушение почвенных экосистем;

· потеря гумуса;

· разрушение структуры и уплотнение почвы;

· водяная и ветровая эрозияпочв;

Существуют определённые способы и технологии ведения сельского хозяйства, которые смягчают или полностью устраняют негативные факторы, например, технологии точного земледелия.

Животноводство влияет на природу меньше. Его факторы воздействия таковы:

· перевыпас -то есть выпас скота в количествах превышающих способности пастбищ к восстановлению;

· непереработанные отходы животноводческих комплексов.

К общим нарушениям, вызываемым сельскохозяйственной деятельностью можно отнести:

· загрязнение поверхностных вод (рек, озёр, морей) и деградация водных экосистем при эвтрофикации; загрязнение грунтовых вод;

· сведение лесов и деградация лесных экосистем (обезлесивание);

· нарушение водного режима на значительных территориях (при осушении или орошении);

· опустынивание в результате комплексного нарушения почв и растительного покрова;

· уничтожение природных мест обитаний многих видов живых организмов и как следствие вымирание и исчезновение редких и прочих видов.

Во второй половине XX века стала актуальна ещё одна проблема: уменьшение в продукции растениеводства содержания витаминов и микроэлементов и накопление в продукции как растениеводства, так и животноводства вредных веществ (нитратов, пестицидов, гормонов, антибиотиков и т. п.). Причина − деградация почв, что ведёт к снижению уровня микроэлементов и интенсификация производства, особенно в животноводстве.

Пути решения экологических проблем сельского хозяйства

· Точное земледелие. В основе научной концепции точного земледелия лежат представления о существовании неоднородностей в пределах одного поля. Для оценки и детектирования этих неоднородностей используются новейшие технологии, такие как системы глобального позиционирования (GPS,ГЛОНАСС), специальные датчики, аэрофотоснимки и снимки со спутников, а также специальные программы для агроменеджмента на базегеоинформационных систем(ГИС). Собранные данные используются для более точной оценки оптимумов плотности высева, расчёта норм внесения удобрений и средств защиты растений (СЗР), более точного предсказания урожайности и финансового планирования.Данная концепция требует обязательно принимать во внимание локальные особенности почвы/климатические условия. В отдельных случаях это может позволить легче установить локальные причины болезней или уплотнений.

На среднем западе СШАточное земледелие ассоциируется не с концепцией устойчивого земледелия (статья об «устойчивом земледелии» на английском), но с мэйнстримом в агробизнесе, который стремится максимизировать прибыль, производя затраты только на удобрение тех участков поля, где удобрения действительно необходимы. Следуя этим идеям агропроизводители применяют технологии переменного или дифференцированного внесения удобрений в тех участках поля, которые идентифицированы с помощью GPS-приёмников и где потребность в определённой норме удобрений выявлена агротехнологом при помощи карт агрохимобследования и урожайности. Поэтому в некоторых участках поля норма внесения или опрыскивания становится меньше средней, происходит перераспределение удобрений в пользу участков, где норма должна быть выше, и, тем самым, оптимизируется внесение удобрений.

Точное земледелие может применяться для улучшения состояния полей и агроменеджмента, по нескольким направлениям:

· агрономическое: с учётом реальных потребностей культуры в удобрениях совершенствуется агропроизводство

· техническое: совершеннее тайм-менеджмент на уровне хозяйства (в том числе, улучшается планирование сельскохозяйственных операций)

· экологическое: сокращается негативное воздействие сельхозпроизводства на окружающую среду (более точная оценка потребностей культуры в азотных удобрениях приводит к ограничению применения и разбрасывания азотных удобрений или нитратов)

· экономическое: рост производительности и/или сокращение затрат повышают эффективность агробизнеса (в том числе, сокращаются затраты на внесение азотных удобрений)

Другие преимущества для агробизнеса могут заключаться в электронной записи и хранении истории полевых работ и урожаев, что может помочь как при последующем принятии решений, так и при составлении специальной отчётности о производственном цикле, которая всё чаще требуется законодательством развитых стран.

· Почвозащитное земледелие - система земледелия, основанная на зерно-паровых севооборота с полосным размещением сельскохозяйственных культур и пара, плос­корезной обработке почвы, внесении удобрений и мероприятиях по накоплению влаги.

· Органическое сельское хозяйство, экологическое сельское хозяйство, биологическое сельское хозяйство, натуральное хозяйство — форма ведения сельского хозяйства, в рамках которой происходит сознательная минимизация использования синтетическихудобрений,пестицидов,регуляторов роста растений, кормовых добавок,генетически модифицированных организмов. Напротив, для увеличенияурожайности, обеспечения культурных растений элементами минерального питания, борьбы с вредителями исорняками, активнее применяется эффектсевооборотов,органических удобрений(навоз,компосты, пожнивные остатки,сидератыи др.), различных методов обработкипочвыи т. п..

Согласно IFOAM, органическое сельское хозяйство направлено на работу сэкосистемами, биогеохимическими циклами веществ и элементов, поддерживает их и получает эффект от их оптимизации. Органическое сельское хозяйство обязано в долгосрочной перспективе поддерживать здоровье как конкретных объектов, с которым имеет дело (растений, животных, почвы, человека), так и всей планеты[1].

К 2007на Земле примерно 30,5млн гаиспользуются в соответствии с принципами органического сельского хозяйства.

· Хомобиотический оборот,ХБО — биотический оборот, направляемый человеком разумным. Термин был введён в 1999 году Валерием Абрамовичем Шапиро для обозначения класса безотходных технологий в сельском хозяйстве, промышленности (пищевой, целлюлозобумажной и т. п.) и в коммунальном хозяйстве, которые позволяютсвязать растениеводство, животноводство и переработку отходов в единый комплекс. Основные принципы хомобиотического оборота были сформулированы им в книге «Драма жизни, единая история материи, жизни и разума» (Москва, Велес, 1999). Название «хомобиотический оборот» появилось сразу же после выхода книги. В.А.Шапиро развивает и продолжает идеи Василия Васильевича Докучаева— русского учёного почвоведа. Центральным звеном технологий хомобиотического оборота является переработка органических и органоминеральных отходов сообществами организмов — деструкторов органики. В результате такой переработки эти отходы превращаются либо в корм для животных, либо в богатые органикой почвы («экочернозёмы»). На экочернозёме выращиваются растения, которые в свою очередь могут быть скормлены сельскохозяйственным животным. Навоз этих животных передаётся деструкторам. Цикл замыкается. Таким образом хомобиотический оборот это искусственная экосистема, несбалансированная по потокам вещества и энергии. Причём несбалансированная так, чтобы на выходе системы были бы только углекислый газ, вода и полезная продукция. Человек в этой экосистеме выполняет прежде всего транспортные функции: передаёт результаты жизнедеятельности одних групп организмов другим группам организмов. В состав ХБО могут включаться организмы любых видов и любые открытые по пищевым цепям сообщества организмов.

· Химизация сельского хозяйства - комплекс мероприятий, опирающийся на результаты агрохимической науки и химической промышленности и заключающийся в широком и планомерном использовании химических средств и методов:

- для увеличения урожая растений;

- для улучшения свойств почвы и качества сельскохозяйственной продукции;

- для повышения продуктивности животноводства;

- для защиты полезных организмов от (а) вредителей и болезней с помощью пестицидов, а также от (б) неблагоприятных условий среды.