Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Удобрения - вещества, применяемые для улучшения питания растений, свойств почвы, повышения урожаев. Их эффект обусловлен тем, что данные вещества предоставляют растениям один или несколько дефицитных химических компонентов, необходимых для их нормального роста и развития. Вместе с пользой минеральные, органические удобрения, средства химической мелиорации почв и защиты растений усиливают техногенную нагрузку на окружающую среду, так как с удобрениями и пестицидами в неё поступают многочисленные примеси тяжелых металлов.

Целью моей работы является оценка применения минеральных и органических удобрений на сельскохозяйственных угодьях Гомельской области.

Задачи работы заключаются в оценке структуры сельскохозяйственных предприятий и угодий Гомельской области; в оценке загрязнений сельскохозяйственных угодий и предприятий минеральными удобрениями, пестицидами, тяжёлыми металлами; в исследовании экологических проблем, связанных с деятельностью этих предприятий и угодий, а также их влияния на здоровье человека и качество выпускаемой продукции.

Актуальность цели и задач состоит в том, что сельское хозяйство это одна из главных отраслей материального производства, предполагающая возделывание сельскохозяйственных культур и разведение животных. Сельское хозяйство создает продукты питания для населения, сырье для многих отраслей промышленности. Но наряду с этим оно создаёт множество проблем касающихся интенсивного загрязнения окружающей среды.

Научная новизна выражается в том, что впервые дана комплексная геоэкологическая оценка состояния сельскохозяйственных угодий, загрязнённых минеральными и органическими удобрениями. Практическая значимость курсовой работы заключается в том, что полученные данные могут быть применены специалистами геоэкологами в вопросах исследования экологических проблем сельского хозяйства.

Так, крупные животноводческие комплексы чрезвычайно сильно загрязняют атмосферный воздух, почву и воду. Собственно как и интенсивное растениеводство, которое характеризуется широкомасштабным использованием минеральных удобрений и пестицидов, что также приводит к уничтожению диких видов растений, животных и микроорганизмов, которые населяют сельскохозяйственные сообщества либо находятся на рядом расположенных территориях.

Все это показывает, что изучение закономерностей возникновения экологических проблем и путей их решения, а также экологических закономерностей взаимодействия человека, других живых организмов и среды их обитания является одной из наиболее важных задач современного мира.



1. Общая характеристика почвенных условий Гомельской области

Почва - природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха, живых организмов. Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой фракций.

Располагая земельной площадью 4036,2 тыс. га, Гомельская область по размерам своей территории занимает первое место среди других областей. Сельскохозяйственные угодья составляют 36,3 % общей площади земельного фонда. Под пашню используется 19,7 % земель, наибольшую площадь занимают леса - 43 %.

Согласно почвенно-географическому районированию, небольшая северная часть территории (15,6 %) Гомельской области входит в Центральную, а основная - в Южную провинции. На стальных 83,9 % площади Гомельской области размещается в юго-восточном округе, который является наиболее засушливым среди других почвенных округов республики.

Почвенный покров Гомельской области очень сложен и характеризуется с одной стороны, пестротой строения почвообразующих пород, с другой, - крайней изменчивостью условий увлажнения (рисунок 1).

Рисунок 1.Почвенная карта Гомельской области



Зачастую на небольшом расстоянии увлажнение резко различно как по характеру питающей влаги, так и по степени ее влияния на почву. Поэтому в Гомельской области формируются дерново-карбонатные, дерново-подзолистые и дерновые почвы автоморфного режима водного питания, а также гидроморфные торфяные и пойменно-аллювиальные почвы.

Здесь формируются дерново-карбонатные, дерново-подзолистые и дерновые почвы автоморфного (42 %) режима водного питания, а также гидроморфные (16 %) торфяные и пойменно-аллювиальные почвы [2].

Дерново-карбонатные почвы. Они занимают 0,16 % площади области. Распространены обычно небольшими участками в различных районах Гомельской области. Используются в основном под пашни (до 46,8 %). Развиваются на карбонатных породах в автоморфных условиях увлажнения под действием травянистой растительности. Генетический профиль их следующий: Ап - А 1 - В - С. Горизонт А 1 - гумусовый горизонт комковато-зернистой структуры, темно-серого цвета. Горизонт В - переходный горизонт бурого или темно ? бурого цвета, который сменяется материнской породой С. Реакция среды гумусового горизонта нейтральная или щелочная, имеет высокую емкость обмена, насыщенность поглощенных оснований. Дерново-карбонатные почвы делятся на 3 подтипа, из которых наиболее распространен дерново-карбонатный оподзоленный. Наиболее крупные участки этих почв расположены в Житковичском районе, где главным образом приурочены к омергелеванным лессовидным суглинкам. Почвы данного типа обладают высоким естественным плодородием (рисунок 2).



Рисунок 2.Профиль дерново-карбонатной почвы

Дерново-подзолистые почвы. На территории области они имеют наибольшее распространение (41,3 %) и довольно большими массивами встречаются во всех ее районах. Примерно 43 % этих почв используется под пашни. Они формируются на бескарбонатных почвообразующих породах. Плодородие дерново-подзолистых почв во многом зависит от механического состава почвообразующих и подстилающих пород и характера их строения. Наиболее плодородными из них являются суглинистые, подстилаемые мореной, которые характеризуются сравнительно большими запасами питательных веществ. Однако таких почв немного. Наибольшее распространение получили супесчаные и песчаные, подстилаемые песками почвы. Они характеризуются очень малой влагоемкостью и небольшими запасами питательных веществ. Уровень плодородия оценивается в 18 баллов (рисунок 3).



Рисунок 3.Профиль дерново-подзолистой почвы

Дерново-подзолистые заболоченные почвы. Формируются в местах с затрудненным поверхностным стоком, способствующим застою вод атмосферных осадков на поверхности почв. Эти почвы распространены довольно широко по районам: занимают 625,7 тыс. га и составляют 51,4 % от всех переувлажненных минеральных почв. 54,8 % этих почв используется под пашню (рисунок 4).

Рисунок 4.Профиль дерново-подзолистой глееватой почвы

В Гомельской области они формируются на легких породах под влиянием грунтово-атмосферного увлажнения, когда верхние горизонты почвенного профиля увлажняются атмосферной влагой, а ниже - за счет мягких грунтовых вод. В таких условиях верхняя граница капиллярной каймы является водоупором для атмосферной влаги. Содержащиеся в верхних горизонтах закисные формы железа в период обсыхания окисляются, образуя ржаво-охристые пятна, конкреции и зерна. Профиль этих почв состоит из следующих горизонтов: А 0 - А 1 - Аg 2 - Вg - Сg. Для повышения продуктивности дерново-подзолистых заболоченных почв необходимо прежде всего регулировать водно-воздушный режим.

Дерново-карбонатные и дерново-заболоченные почвы. Эти почвы развиваются в пониженных местах, где неглубоко от поверхности залегают жесткие грунтовые воды, а также в долинах рек под влиянием паводковых вод. Генетический профиль этих почв формируется под влиянием дернового и болотного процессов почвообразования. Имеет следующее строение: А 0 - Аg - Вg - Сg, а при усилении гидроморфизма горизонт Вg может отсутствовать. По степени увлажнения почвы делятся на: глеевые, глееватые и слабоглееватые.

Дерново-карбонатные и дерново-заболоченные почвы. Характеризуются высоким потенциальным плодородием и занимают 625,7 тыс. га, или 10,84 % от всей площади на территории Гомельской области.

Торфяно-болотные почвы. Образуются под влиянием болотного процесса почвообразования и занимают 13,6 % общей площади. В зависимости от характера увлажнения выделяются низинные (эвтрофные), верховые (олиготрофные) и переходные (мезотрофные) торфяники (рисунок 5).



Рисунок 5.Профиль торфяно-болотной почвы

Среди них на территории области наибольшее распространение имеют низинные, занимающие 76,4 % площади органогенных почв. Болотные, низинные почвы формируются в пониженных местах водоразделов с неглубоким залеганием жестких грунтовых вод. Генетический профиль низинных торфяников состоит из горизонтов: А 0 - Т - G.

Торф низинных болот имеет нейтральную или слабокислую реакцию, богат минеральными элементами (кроме калия). Мелиорированные торфяно-болотные почвы являются наиболее плодородными почвами (после дерново-карбонатных) Гомельской области. Основной причиной эволюции торфяных почв является понижение уровня грунтовых вод (УГВ), установление в осушенной почве промывного водного режима, распашка, внесение удобрений и возделывание сельскохозяйственных культур.

Антропогенно-преобразованные почвы. Территории антропогенных почв, образовавшихся после добычи торфа, возрастают и составляют 0,74 % от общей площади. Большой процент этих почв сложного гранулометрического состава. Они различны по свойствам, степени увлажнения и плодородию, являются экологически неустойчивыми.

Добыча торфа на осушенных торфяных почвах в Беларуси колеблется в пределах 1-4 см в год. Изменение мощности торфа в результате осушения болот и сельскохозяйственного использования идет неравномерно: чем моложе объект по освоению, тем интенсивнее скорость уменьшения слоя торфа. Добыча торфа по мере длительности сельскохозяйственного использования уменьшается, но не прекращается. При неглубоком УГВ (40-80 см) эволюция торфяных почв на первом этапе завершается формированием антропогенных почв, близких по свойствам к дерново-глеееватым. При более глубоком УГВ (80-120 см) конечной стадией их развития являются минеральные почвы, близкие к дерново-подзолистым заболоченным. Дальнейшее понижение УГВ до 1,2-1,5 м и более ведет к уменьшению органического вещества до 2 %, тогда как в начале содержание его составляло 40-50 %. Изменение торфяных почв идет в направлении к дерново-подзолистым незаболоченным почвам. Уменьшение мощности торфа на осушенных территориях ведет к изменению микрорельефа и мезорельефа, увеличению относительных высот, что увеличивает контрастность почв по степени увлажнения и усложняет регулирование водного режима почв.

Уровень плодородия минеральных почв, особенно дерново-подзолистых, в значительной степени определяется гранулометрическим составом и характером строения почвообразующих пород. Как известно, наиболее плодородными являются легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы, характеризующиеся сравнительно устойчивым водным режимом и большими запасами питательных веществ. Однако суглинки занимают всего 5,8 % территории области.

Супесчаные почвы характеризуются большей по сравнению с суглинистыми динамичностью водного режима, урожаи заметно снижаются. Они составляют 25,6 %. Самые низкие урожаи получены на песчаных почвах, для которых характерны высокая водопроницаемость, очень малая влагоемкость и емкость поглощения и занимают такие почвы 53,1 % от всех почв. Плодородие легких по механическому составу дерново-подзолистых почв сильно возрастает при подстилании супесей и песков на небольшой глубине моренным суглинком. Однако в Гомельской области 60 % пахотных угодий расположено на легких почвах, из которых почти третья часть подстилается песком: в таких районах, как Наровлянский, Житковичский, Лоевский, Лельчицкий, где почти вся площадь минеральной пашни сложена песчаными и супесчаными почвами. Степень увлажнения является одним из важнейших факторов, определяющих качественное состояние сельскохозяйственных земель и, особенно, пахотных земель.

Выводы. Земельная площадь Гомельской области по размерам своей территории занимает первое место среди других областей и составляет 4036,2 тыс. га. Сельскохозяйственные угодья занимают 36,3 % общей площади земельного фонда. Под пашню используется 19,7 % земель.

На территории Гомельской области встречаются дерново-карбонатные, дерново-подзолистые, дерново-заболоченные почвы, торфяно-болотные, антропогенно-преобразованные и другие виды почв. Дерново-карбонатные почвы в значительной степени распаханы, так как характеризуются высоким плодородием. Однако они распространены в виде небольших пятен на территории отдельных населенных пунктов. Среди дерновых почв дерновые заболоченные почвы содержат много минеральных веществ и гумуса и имеют довольно высокий потенциал плодородия.

2. Структура и характеристика сельскохозяйственных предприятий и угодий Гомельской области

Ресурсный потенциал сельскохозяйственных предприятий области довольно высок. Агропромышленный комплекс способен удовлетворить потребности населения в основных продуктах питания, обеспечить сырьем перерабатывающую отрасль и осуществлять экспорт сырья и продовольствия. В области функционируют 330 организаций по производству сельскохозяйственной продукции (коммунальной и республиканской собственности, открытых акционерных обществ, частных унитарных предприятий, сельхоз филиалов организаций-инвесторов), более 200 фермерских хозяйств и многочисленные личные подсобные хозяйства граждан.

Основные сельскохозяйственные отрасли: мясо-молочное животноводство, овощеводство и картофелеводство, а также льноводство (в восточной части области), возделывание технических культур (таблица 1).

Таблица 1.Площади сельскохозяйственных земель Гомельской области на 2014 г. в тыс. га

Область	Общая площадь земель	В том числе
		пахотные	луговые	под пост. культур.	улучшенные
Гомельская	1420,1	820,4	579,0	20,7	446,4

Хозяйства, расположенные возле крупных городов, специализируются в молочно-овощекартофельном направлении, а также в производстве мяса, свинины, птицы и яиц. В области повсеместно возделываются зерновые культуры (51 % всех посевных площадей). Под картофелем во всех категориях хозяйств занято около 8 % посевных площадей, под овощами и техническими культурами - 6 %, кормовыми культурами - 35 %. Производством молока занимаются 660 молочнотоварных ферм и комплексов.

В 11 свиноводческих комплексах содержится 85 % всего поголовья свиней. Удельный вес производимой на комплексах свинины в общем балансе ее производства составляет 92 %. Разведением птицы и производством куриных яиц занимаются 6 птицефабрик. В области имеются три мясокомбината, 12 молокоперерабатывающих предприятий, молочноконсервный комбинат, маслосырбаза.

Пищевкусовая промышленность представлена спиртовой, ликеро-водочной, винодельческой, пивобезалкогольной, консервной, картофелеперерабатывающей и овощеперерабатывающей отраслями. Также 12 предприятий производят алкогольную продукцию. Пиво изготавливает СП «Речицапиво» ОАО.

Минеральную воду выпускают Мозырский пивзавод, Гомельское коммунальное оптово-розничное унитарное предприятие «Облторгсоюз», предприятия Речицы и Светлогорска. Консервная, картофелеперерабатывающая и овощеперерабатывающая отрасли представлены 8 предприятиями.

Мощности перерабатывающих предприятий при увеличении производства и заготовок сырья позволяют увеличивать экспорт молочных консервов, мясомолочной продукции, технического казеина, сухого обезжиренного молока, плодоовощных консервов, майонеза, картофельного крахмала, свежего картофеля, замороженных и свежих овощей, грибов в свежем и переработанном виде.

Для нужд промышленной переработки и реализации населению есть необходимость в импорте растительного масла, рисовой и гречневой круп, морской рыбы, концентрированных соков, соевой муки для комбикормовой промышленности, подсолнечных шротов, виноградных виноматериалов.

При этом основными производителями сельскохозяйственной продукции по-прежнему остаются организации общественного сектора, что позволяет сохранить крупнотоварное производство в рациональном сочетании со средними и мелкими личными хозяйствами [5].

На территории города Гомеля насчитывается 10 сельскохозяйственных предприятий, среди которых можно выделить следующие.

КСУП «Комбинат «Восток». КСУП «Комбинат «Восток» сегодня - многопрофильное, динамично развивающееся предприятие, которое специализируется на выращивании овощей в открытом и защищённом грунте, картофеля, яблок, грибов, рыбы прудовой, производстве молока и мяса, выпуске овощных и грибных консервов. Хозяйство располагает 4648 га сельхозугодий, в том числе 2372 га пашни. Предприятие имеет тепличный комплекс, современный консервный завод с цехом выращивания грибов в Калинковичском районе, крупный комплекс хранения и предреализационной подготовки овощей, яблоневый сад, озеро, виноградник, 2 машинно-тракторных парка и 4 животноводческих фермы. В структуре производства растениеводческой продукции 30 % занимает картофель. На полях хозяйства выращивается в общей сложности около 40 видов овощных культур, а также зерновые колосовые, кукуруза. В последние годы хозяйство заявило о себе как крупнейший в регионе производитель картофеля. Под эту культуру ежегодно отводится до тысячи гектаров, выращиваются ранние, среднеспелые и поздние сорта белорусской и голландской селекции (рисунок 6).

Рисунок 6.КСУП «Комбинат «Восток»

Кроме традиционных овощных культур - репчатого лука, моркови, свеклы, капусты, грунтовых томатов, чеснока, также культивируются и нетрадиционные - брокколи, цветная, брюссельская и пекинская капуста, лук-порей и салатный лук «эксибишен», баклажаны, кабачки, арбузы, сладкий и острый перцы, редька, дайкон, всевозможная зелень (укроп, петрушка, сельдерей, базилик) и другие. На 10 га в хозяйстве заложен виноградник, урожай которого будет поставляться на промышленную переработку.

На животноводческих фермах «Востока» содержится 2661 голова крупного рогатого скота, в том числе 730 коров. В среднем за год животноводы получают от коровы свыше 7 т молока. Также имеется 142 головы крупного рогатого скота (КРС) мясных пород. Кроме того, здесь разводят овец мясных пород.

КСУП «Брилёво». Коммунальное сельскохозяйственное унитарное предприятие «Брилёво» - одно из старейших агропромышленных предприятий республики. Оно было создано в декабре 1921 г. в пригороде Гомеля на базе мелких частных садоводческих хозяйств. Здесь стали заниматься выращиванием фруктов и овощей, разведением крупного рогатого скота.

Хозяйство располагает 662 га сельхозугодий, в том числе 372 га пашни. В тепличном комплексе выращиваются огурцы и томаты. В хозяйстве имеется яблоневый сад на карликовых подвоях. Растениеводы культивируют на полях репчатый лук, картофель, морковь, свеклу, капусту, грунтовые томаты, зелёный горошек, спаржевую фасоль.

На консервном заводе предприятия выпускается около 100 наименований овощных и плодово-ягодных консервов, натуральных и купажированных соков. На территории консервного завода имеется цех по переработке спаржевой фасоли и зелёного горошка (рисунок 7).

Рисунок 7.Теплицы на КСУП «Брилёво»



На животноводческой ферме КСУП «Брилёво» содержится 858 голов крупного рогатого скота, в том числе 300 коров. В год они получают от коровы свыше 8,5 т молока, которое принимается на переработку классом «экстра». Овощная и консервированная продукция КСУП «Брилёво» пользуется среди покупателей региона большой популярностью.

ОАО « Гомельская птицефабрика». На сегодня ? это крупное, динамично развивающееся птицеводческое предприятие, находящееся в Гомельской области. Лидер региона по производству куриных яиц. Хозяйство располагает 7645 га сельскохозяйственных угодий, в том числе 4093 га пашни (рисунок 8).

Рисунок 8.ОАО « Гомельская птицефабрика»

В настоящее время фабрика укомплектована самым современным инкубационным оборудованием, оборудованием для выращивания цыплят и клеточного содержания кур-несушек. Действуют цеха убоя, переработки мяса птицы. Фирменная торговая сеть включает в себя Торговый дом, ряд павильонов в Гомеле и районных центрах.

Урожай выращиваемых на полях предприятия зерновых культур используется для приготовления комбинированных кормов и кормления поголовья птицы. Посевы кукурузы, однолетних и многолетних трав позволяют обеспечивать кормами поголовье КРС.

Колхоз (СПК) «Урицкое». Колхоз (сельскохозяйственный производственный кооператив) «Урицкое» - динамично развивающееся агропромышленное предприятие, находящееся в Гомельском районе, одно из лучших в Гомельской области. Поголовье крупного рогатого скота - 9930 голов, в том числе 1619 коров. Основными производственными специализациями являются выращивание зерновых и зернобобовых, кормовых, овощных (репчатый лук, морковь, свекла столовая) и технических культур, картофеля; производство молока, говядины, свинины. Производят спирт, мясные, колбасные изделия и полуфабрикаты (рисунок 9).

Рисунок 9.Колхоз (СПК) «Урицкое»

На территории хозяйства работает спиртзавод, где вырабатывают спирт-ректификат для поставки на предприятия пищевой промышленности. В собственном мясоперерабатывающем цеху изготавливается широкий ассортимент мясных и колбасных изделий, которые реализуются в фирменных магазинах. Имеется стационарное хранилище для овощей и картофеля.

Также в каждом районе Гомельской области есть целый ряд сельскохозяйственных предприятий:

а) Брагинский район насчитывает 7 предприятий;

б) Добрушский район насчитывает 13 предприятий;

в) Жлобинский район насчитывает 20 предприятий;

г) Рогачевский район насчитывает 18 предприятий и т. д. [6].

Стоит отметить и тот факт, что по результатам крупномасштабного агрохимического обследования угодий за 2013 г. отмечено подкисление почв сельскохозяйственных земель (приложение А).

Следует отметить, что, например на 2013 г., содержание гумуса в Буда-Кошелёвском, Кормянском, Лоевском, Мозырьском, Октябрьском, Чечерском районах и в самой Гомельской области практически находится в равном отношении (рисунок 10).

Рисунок 10.Содержание гумуса (%) в пахотных почвах по районам Гомельской области на 2013 г.

По представленным районам содержание оксида калия в пахотных почвах несколько отличается. Наибольшие показатели выражены в Буда-Кошелёвском, Кормянском, Чечерском районах, а также в Гомельской области. Наименьшие же показатели наблюдаются в Лоевском, Мозырьском и Октябрьском районах (рисунок 11).



Рисунок 11.Содержание оксида калия (мг/кг) в пахотных почвах по районам Гомельской области в мг/кг на 2013 г.

По содержанию оксида фосфора наибольшие показатели сосредоточены в Буда-Кошелёвском, Кормянском, Чечерском районах. Наименьшие значения представлены в Лоевском и Октябрьском районах. Следует также отметить, что насыщение почвенно-поглощающего комплекса фосфором способствует образованию труднорастворимых фосфатов стронция и снижает его доступность для растений (рисунок 12).

Рисунок 11.Содержание оксида фосфора (мг/кг) в пахотных почвах по районам Гомельской области в мг/кг на 2013 г.



Что касается уровня рН в пахотных почвах по Гомельской области, то в каждом из представленных районов он незначительно колеблется, и все из представленных почв будут являться слабокислыми. Но в Кормянском районе он скорее будет иметь нейтральный показатель рН (рисунок 13).

Рисунок 13.Уровень рН в пахотных почвах по районам Гомельской области на 2013 г.

Выводы. Ресурсный потенциал сельскохозяйственных предприятий области довольно высок. Агропромышленный комплекс способен удовлетворить потребности населения в основных продуктах питания и обеспечить сырьём перерабатывающую отрасль. В области имеется 245 колхозов, 166 совхозов, 2 межхоза по производству сельскохозяйственной продукции, сотни фермерских хозяйств и многочисленные личные подсобные хозяйства граждан.

Основные сельскохозяйственные отрасли: мясо-молочное животноводство, овощеводство и картофелеводство, а также льноводство (в восточной части). В области повсеместно возделываются зерновые культуры ? 49 % всех посевных площадей. Под картофелем во всех категориях хозяйств занято около 12 % посевных площадей, под овощами и техническими культурами - 4,2 %, кормовыми культурами - 34 %. Около 50 % произведенного в области продовольствия экспортируется в различные страны мира.

3. Количественная оценка и структура загрязнения сельскохозяйственных угодий нитратами, пестицидами

Особую опасность в сельском хозяйстве представляют ядохимикаты, которые бывают биологического и химического происхождения. К биологическим веществам (природного происхождения) относятся различного рода токсины. К химическим веществам относятся различного рода металлы, нитриты и нитраты, пестициды и продукты их метаболизма, изотопы. Самую большую популярность для улучшения урожайности овощей и фруктов приобрели такие химические вещества как нитраты и нитриты, а также пестициды.

Нитраты и нитриты. Они используются в сельском хозяйстве в качестве минеральных удобрений, благодаря которым растения получают необходимый им калий. Регулярная обработка сельскохозяйственных угодий приводит к тому, что вредные вещества накапливаются в почве и в тканях растений.

Однако, наличие нитратов в растениях - нормальное явление. Ведь азот наряду с фосфором и калием составляет основу питания растений. Другое дело, когда поступление нитратов превышает потребности органического синтеза, и они начинают накапливаться в корнях, листьях и, самое главное, но далеко не приятное - в плодах различных сельскохозяйственных культур, как непосредственно употребляемых в пищу человеком, так и кормовых культурах, идущих на корм скоту.

Содержание нитратов в продукции, получаемой в теплицах в десятки раз выше, чем при выращивании в открытом грунте, и может достигать колоссальных величин - до 10 г на 1 кг продукции. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они снова оседают на растения.

Нитраты, содержащиеся в сельскохозяйственной продукции в незначительной концентрации или в среде, в состав которой не входят окислители, практически безопасны для организма взрослого здорового человека, поэтому нельзя говорить об их непосредственной токсичности. Из сельскохозяйственных продуктов основными источниками нитратов являются овощи [8].

Способность к накоплению нитратов у разных растений неодинакова. Наиболее выражена она у листовых овощей - салатов, капусты, зеленых культур, а также у корнеплодов; в меньшей степени - у томата, баклажана, перца. В Республике Беларусь на применение нитратов установлен гигиенический норматив, который называется «Показатели безопасности и безвредности для человека продовольственного сырья и пищевых продуктов». Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь 21июня 2013 № 52 (таблица 2).

Таблица 2.Значения предельно допустимых концентраций нитратов для овощей и фруктов в мг/кг

Нитраты	Допустимые уровни	Примечание (в зависимости от грунта)
Картофель и продукты из него	250	Открытый
Кап. белок. Ран. (до 1 сентября) и продукты из нее	900	Открытый
Капуста белокочанная поздняя и продукты из нее	500	Открытый
Морковь ранняя (до 1 сентября) и продукты из нее	400	Открытый
Морковь поздняя и продукты из нее	250	Открытый
Томаты и продукты из них	150	Открытый
	300	Защищенный
Огурцы и продукты из них	150	Открытый
	400	Защищенный
Свекла столовая и продукты из нее	1400	Открытый
Лук репчатый и продукты из него	80	Открытый
Лук перо и продукты из него	600	Открытый
	800	Защищенный
Лист. овощи (салаты, шпинат, щавель, капуста сал. сортов, пет., кинза, укроп и другие) и продукты из них	2000	Открытый
Перец сладкий и продукты из него	200	Открытый
	400	Защищенный
Кабачки и продукты из них	400	Открытый
Арбузы и продукты из них	60	Открытый
Дыни и продукты из них	90	Открытый

Санитарная норма содержания нитратов в питьевой воде (предельно

допустимая концентрация) - не более 45 мг/дмі.

Главенствующее положение при определении нитратов занимают физико-химические методы: спектрофотометрия, хроматография и потенциометрический.

Спектрофотометрические методы определения нитратов можно разделить на 4 группы, основанные на:

а) нитровании ароматических органических соединений (особенно фенолов);

б) окислении органических соединений;

в) восстановлении нитрат-ионов до нитрит-ионов;

г) поглощении нитратов в УФ-области спектра.

Давно известен метод газожидкостной хроматографии, который заключается в нитровании органических соединений ароматического ряда - бензола и его производных в присутствии серной кислоты, разделение их с помощью колонки, заполненной специальными сорбентами, испарении и количественном определении нитропроизводных пламенно-ионизационным детектором или детекторами электронного захвата. Газохроматографический метод определения нитратов обладает высокой чувствительностью и достаточной точностью. Недостатком этого метода является влияние на результаты анализа сопутствующих веществ. Наличие галогенидов приводит к занижению результатов анализа, а загрязненность серной кислотой нитратами - к их завышению, причем оба влияния значимы и не поддаются оценке. Наиболее распространенным для анализа воды и водных экстрактов пищевых продуктов является потенциометрический (ионометрический) метод определения нитратов, основанный на измерении потенциала, возникающего на мембране ионоселективного электрода при погружении последнего в раствор, содержащий нитрат-ионы. Метод привлекает простотой, быстротой выполнения, возможностью вести определение в мутных и окрашенных средах. Он достаточно хорошо изучен, экспериментально отработан и обеспечен аппаратурой. Чувствительность и избирательность метода зависят от свойств нитратселективного электрода, точнее обусловлены свойствами его мембраны. Нитратселективный электрод относится к ионоселективным электродам с жидкой мембраной, обладающей свойствами полупроницаемости и повышенной избирательности по отношению к определенному типу ионов. Это свойство позволяет определять активность анализируемого иона по результатам одного измерения (прямой потенциометрический метод). Достаточно высоко и разнообразие приборов, с помощью которых можно измерять содержание нитратов в пищевых продуктах и воде. Среди них особенно выделяются две группы приборов - бытовые нитрат-тестеры и профессиональные нитратомеры.

В бытовых нитрат - тестерах используется кондуктометрический метод анализа, в процессе которого проводится измерение электропроводности в образце с последующим пересчетом в удельное содержание нитратов. Это менее точный, но более простой метод. Бытовые нитрат - тестеры позволяют измерять только свежие овощи или фрукты. Погрешность измерения их составляет около 20-30 %, а в некоторых случаях может достигать 50 % и более. Бытовые нитрат - тестеры имеют простое, интуитивно понятное меню, пробоподготовка в данном случае не требуется. Диапазон измерения содержания нитратов - от 8 до 5000 мг/кг (рисунок 14).



Рисунок 14. Пример бытовых нитрат - тестеров

В профессиональных нитратомерах применяется потенциометрический метод анализа с использованием ионоселективного электрода. Это более точный, но трудоемкий метод. Они позволяют определять нитраты практически в любых продуктах, в том числе, жидкостях, при условии проведения пробоподготовки (рисунок 15).

Рисунок 15.Примеры профессиональных нитратомеров

Погрешность этих приборов составляет до 15 % при соблюдении методики измерения и наличии нового измерительного электрода. Требуется периодическая калибровка, в том числе, после долгого простоя и при изменении окружающей температуры. Диапазон измерения содержания нитратов профессиональных нитратомеров от 8 до 65000 мг/кг. Профессиональные нитратомеры имеют рабочий электрод и электрод сравнения, поэтому они должны храниться в специально созданных условиях, исключающих их пересыхание или намокание [9].

Одним из наиболее распространенных удобрений является нитрат аммония. Его вносят в почву при посеве разнообразных культур, а также в период, когда требуется их подкормка. Наиболее видимый эффект получается при совмещении нитрата аммония с фосфором и калием. За счет того, что данное вещество является очень гигроскопичным, его обычно смешивают с молотым известняком, мелом или фосфоритной мукой.

Нитрат аммония благотворно влияет на разные культуры. Его используют при выращивании картофеля и свеклы, а также разнообразных озимых и пропашных культур. Нитрат аммония обычно вносят в почву весной вплоть до начала июля. Позже его использовать не рекомендуется, потому что деревья и кустарники потеряют в этом случае свою морозоустойчивость, а собранный урожай будет плохо сохраняться. При помощи аммиачной селитры на известковых почвах поводят их подкисление.

Чтобы внести нитрат аммония в почву, нужно просто рассыпать ее по земле, а потом обильно полить водой. В некоторых случаях аммиачную селитру растворяют заранее в воде и поливают почву полученным раствором. Но в любом случае полив сверху обычной водой является обязательным. Это нужно для того, чтобы действующее вещество прошло сквозь почвенные слои. Стоит знать, что аммиачную селитру ни в коем случае нельзя смешивать с разнообразными органичными веществами, например, с торфом, соломой. Такие действия могут привести к самопроизвольному возгоранию. Категорически запрещается нитрат аммония смешивать с навозом, опилками, известью и другими удобрениями. Она применяется исключительно в одиночку и только в этом случае дает положительный результат.

В зависимости от того, почвы к подсаке каких культур удобряются, будет зависеть и объемы используемого нитрата аммония. Если нужно произвести подкормку при помощи этого вещества деревьев или кустарников, то нужно брать одну третью дозу или половину от той, которая рекомендована для применения на почвах, которые будут засеваться в дальнейшем. Такая особенность вызвана применением для деревьев и кустарников органических удобрений, поэтому в аммиачной селитре необходимость уменьшается. Также нужно учитывать возраст кустарников и деревьев. Если вы хотите при помощи этого вещества удобрить молодые еще неплодоносящие растения, то тоже нужно уменьшить дозу нитрата аммония вдвое [10].

Пестициды. Жёсткая регламентация по содержанию химических загрязнений в сельскохозяйственной продукции касается прежде всего пестицидов. Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду.

Пестициды (сельскохозяйственные ядохимикаты) ? химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, а также с различными паразитами, сорняками, вредителями зерна и древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных.

Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удалённые от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго. Кроме того они из почвы перекачиваются в растения и таким образом оказываются в овощах, картофеле, фруктах, попадают через корма и воду в фауну (рисунок 16).



Рисунок 16.Циркуляция пестицидов в окружающей среде

При определении допустимых концентраций пестицидов в продуктах исходят из того, что 80 % их суточного поступления в организм человека происходит именно с продуктами питания. Выборочные пробы продуктов на содержание пестицидов показывают их наличие почти в 50 % случаев. Поэтому контроль над содержанием пестицидов в сельскохозяйственной продукции является важным барьером по исключению негативного их влияния на здоровье человека.

Установлено, что влияние пестицидов происходит в виде общего токсического действия, а также приводит и к более отдалённым проявлениям - канцерогенным, тератогенным и другим. Наиболее эффективными и одновременно наиболее опасными для здоровья человека являются хлорорганические пестициды. Эти пестициды плохо разлагаются в грунте и воде, вызывают острые и хронические отравления с поражением печени, центральной и переферийной нервной систем, других органов. Одна из характерных особенностей хлорорганических пестицидов - способность накапливаться в пищевых цепочках до уровней, которые вызывают необратимые изменения в организмах животных и людей. С учётом этого применение этой группы пестицидов весьма ограничено, а наиболее токсичных запрещено.

Но не применять совсем пестициды нельзя - это практически единственный способ борьбы с вредителями сельского хозяйства. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень их загрязнения пестицидами. Для устранения тяжёлых последствий применения пестицидов важно прежде всего повышать культуру сельскохозяйственного производства, устранить элементарную безграмотность и невежество при применении химических веществ [12].

Работы с ядохимикатами в жаркое время года проводятся в утренние часы, когда температура воздуха ниже, меньше инсоляция и менее подвижны воздушные потоки. Опыливание и опрыскивание растений при помощи наземной аппаратуры, внесение гранулированных препаратов в почву, протравливание семян на открытом воздухе недопустимо при скорости ветра более 4 м/сек.

При опрыскивании растений необходимо следить за тем, чтобы распыляемые препараты не направлялись потоком воздуха на работающих. При обработке растений с помощью ранцевых опрыскивателей работающие должны находиться друг от друга на расстоянии не менее 5-6 м по диагонали участка, идти с подветренной стороны, по не обработанной ядохимикатами площади.

Выполнение любых работ на участках, обработанных ядохимикатами, разрешается только по истечении сроков, установленных для каждого ядохимиката. Проведение работ, связанных с рыхлением почвы на площадях, обработанных стойкими ядохимикатами (например, ДДТ и гексахлораном), разрешается через 2 недели, а после применения других препаратов - через 1 неделю.

Тяжёлые металлы. Загрязнение тяжёлыми металлами атмосферы, почвы, воды является серьёзной проблемой, потому что всё больше культурных ландшафтов попадают под их воздействие, что в свою очередь сказывается как на продуктивности сельскохозяйственных культур, так и на качестве продуктов.

Источниками поступления тяжёлых металлов в почву могут быть атмосферные осадки. В осадках могут содержаться свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, хром, никель, цинк и другие элементы.

Самым большим источником тяжёлых металлов является, безусловно, промышленность. Тяжёлые металлы поступают в атмосферу в виде аэрозолей, пыли, растворы в сточных водах и с мусором. Значительное загрязнение происходит из-за транспорта и прежде всего автомобильного.

Тяжёлые металлы в минеральных удобрениях являются естественными примесями, содержащимися в агрорудах. Отдельные пестициды также содержат в своём составе тяжёлые металлы.

При выращивании сельскохозяйственной продукции на участках загрязнённых тяжёлыми металлами необходимо решать две задачи: во-первых, подобрать наиболее устойчивые к загрязнению культуры, способные произрастать в экстремальных условиях загрязнения; во-вторых, важно, чтобы в товарной части растения не концентрировались токсичные количества тяжёлых металлов.

Исследования показывают, что тяжёлых металлов больше всего содержится в корнях, затем идут стебли и листья, и, наконец, семена, клубни, корнеплоды. Иногда содержание тяжёлых металлов в корнеплодах сопоставимо с их содержанием в листьях и стеблях. Это объясняется тем, что на корнеплоде имеются корни с проводящей системой, пронизывающей его толщу. Наиболее чистыми от тяжёлых металлов будут клубни, так как они не имеют проводящих пучков. Загрязнение клубня свинцом происходит в результате диффузии за счёт контакта с загрязнённой почвой. Поэтому практически весь свинец задерживается в кожуре клубня.

На загрязнённых почвах картофель и томаты дают более чистую продукцию, чем корнеплоды - морковь и редис. Поэтому при выращивании продовольственных культур на почвах, содержащих заметные количества тяжёлых металлов, следует избегать размещения на них растений, у которых в пищу используются листья (салат, шпинат, лук, щавель), стебли и корнеплоды.

Для выращивания сельскохозяйственных культур на загрязнённых почвах осуществляют ряд профилактических мероприятий. В первую очередь проводится комплексное агрохимическое окультуривание, заключающееся в повышении содержания гумуса, нейтрализации почвенной кислотности. В дальнейшем на этих полях размещают культуры, у которых в пищу идут части растений, слабо накапливающие тяжёлые металлы (томаты, бахчевые культуры, картофель). Если по каким-либо причинам нецелесообразно комплексное окультуривание отдельных загрязненных полей, на них следует размещать технические культуры: лён, коноплю, клещевину, картофель для переработки на крахмал или спирт, сахарную свеклу для получения сахара, а также эфирные и масличные растения для получения растительных масел или сырья для парфюмерной промышленности. В отдельных случаях эти участки можно отводить под семенники овощных или кормовых культур.

Нельзя использовать загрязнённые почвы для выращивания кормовых культур, так как на корм скоту идут чаще всего те части растений и в ту фазу развития, когда в них происходит заметное накопление металлов, а соответственно и накопление вредных веществ в мясе и молоке животных.

Разумеется, на загрязнённых почвах нельзя размещать овощи, перерабатываемые на продукты детского питания (шпинат, морковь и др.).

С 1986 г. под воздействием последствий аварии на Чернобыльской АЭС произошло загрязнение сельскохозяйственных угодий, лесов смесью продуктов ядерного распада и нейтронной активации. Основными радионуклидами, определяющими радиационный фон являются цезий - 137 и стронций - 90. Это наиболее актуально для районов, прилегающих к 30-ти километровой зоне отчуждения и районам, попавшим под радиационный след [14].

Выводы. Основным потребителем химических веществ в сельском хозяйстве служит растениеводство. Ежегодно в мире для повышения плодородия почвы в составе минеральных удобрений вносится около 60000000 т азота, фосфора и калия и до 5000000 т пестицидов. Современное сельскохозяйственное производство, основанное на интенсивной системе земледелия, на широкомасштабной химизации сельскохозяйственного производства и на интенсификации животноводства получает не только большие объёмы продукции, но и наносит колоссальный вред окружающей среда. Поэтому для разрешения проблем загрязнения почвы нитратами, пестицидами, тяжелыми металлами необходимо тщательно очищать удобрения на предприятиях, где их производят, и постоянно контролировать содержание в партиях удобрений и в почвах. Также на современном этапе развития сельскохозяйственного производства главная задача химизации земледелия состоит в повышении ее эффективности путём более рационального применения удобрений, в переходе от разрозненных приемов удобрения отдельных культур к научно обоснованной системе, а также в организованной системе контроля за качественным и количественным составом выпускаемой продукции.

4. Экологические проблемы, связанные со стоками животноводческих ферм

Животноводство - одна из ведущих отраслей сельского хозяйства. Значение этой отрасли определяется не только высокой долей в валовой продукции, но и большим влиянием на экономику сельского хозяйства. Население получает от животноводства такие ценные продукты, как молоко, мясо, яйца, жиры. Эта отрасль снабжает легкую и пищевую промышленность сырьем, из которого готовят пищевые продукты, консервы, многие товары широкого потребления (рисунок 17).



Рисунок 17.Животноводческая ферма

Экскременты животных и птицы благодаря высокому содержанию органического вещества, а также питательных элементов (фосфор, калий, микроэлементы) издавна считаются ценным удобрением. Однако внесение их в избыточных количествах, то есть в дозах, которые превышают потребности растений, ведет к нарушению механизма преобразования и может ухудшить свойства грунта (водопроницаемость, влагоемкость, содержимое кислорода, и др.), а, следовательно, и плодородие почвы.

Одновременно с основными питательными элементами (азотом, фосфором и калием), которые содержатся в экскрементах животных, в почву попадают и могут накапливаться в токсичных концентрациях и другие соединения, которые негативно влияют на грунт и растения.

Исследования показывают, что внесение в почву экскрементов животных в дозах, которые превышают оптимальную (45 т/га на год), негативно отражается на плодородии почв и жизнедеятельности микроорганизмов и растений. Например, в грунте появляется избыток растворимых солей, которые могут задерживать рост, или вымываются в грунтовые воды. Вместе с экскрементами в почву попадают медь и мышьяк, которые добавляют в корм для птицы против некоторых заболеваний или для стимуляции роста. Нитраты, присутствующие в почве в избыточном количестве, могут мигрировать через грунтовой профиль к грунтовым водам, а также смываться поверхностными водами в процессе эрозии.

В Беларуси существует большое количество животноводческих комплексов:115 по выращиванию крупного рогатого скота и 114 свиноферм. Большинство из них не оборудовано очистными сооружениями. На крупных комплексах накапливаются отходы, которые сбрасываются в реки и водоемы и загрязняют поверхностные и подземные воды (приложение Б).

Так, например, на 2013 г. были подсчитаны объёмы отходов животноводства по областям и Беларуси в целом.

В Брестской области наибольшее количество отходов приходится от крупного рогатого скота, а значительно меньше отходов от свиноводства и птицеводства. Также следует отметить, что эта область занимает второе место по отходам после Минской области (рисунок 18).

Рисунок 18.Объёмы поступления отходов животноводства в Брестской области



Объёмы поступления отходов животноводства по Витебской области распределены также как и в Брестской области: отходы крупного рогатого скота больше, чем отходы свиноводства и птицеводства (рисунок 19).

Рисунок 19. Объёмы поступления отходов животноводства в Витебской области

В Гомельской области отходов животноводства меньше, чем в Брестской и Витебской области. Но также как и в этих областях, большее количество отходов от общей суммы приходится на крупного рогатого скота, а наименьшее на свиноводство и птицеводство. Стоит отметить, что в Гомельской области насчитывается самое меньшее количество отходов сравнению с другими областями (рисунок 20).



Рисунок 20. Объёмы поступления отходов животноводства в Гомельской области

В Могилёвской области по сравнению с Гомельской областью количество отходов от крупного рогатого скота меньше, а по свиноводству больше, как и по птицеводству (рисунок 21).

Рисунок 21. Объёмы поступления отходов животноводства в Могилёвской области

Гродненская область занимает третье место по отходам после Минской и Брестской области. Также следует отметить, что в этой области насчитывается наименьше количество отходов по птицеводству по сравнению с другими областями (рисунок 22).

Рисунок 22. Объёмы поступления отходов животноводства в Гродненской области

В Минской области насчитывается самое высокое количество отходов от животноводства, причём, как и по отходам от крупного рогатого скота, так и по свиноводству и птицеводству (рисунок 23).

Рисунок 23. Объёмы поступления отходов животноводства в Минской области



Объёмы поступления отходов животноводства по Беларуси распределены следующим образом: на крупного рогатого скота приходится 66 %, на свиноводство приходится 22 %, на птицеводство приходится 12 % (рисунок 24).

Рисунок 24. Объёмы поступления отходов животноводства по Беларуси

Нередко комплексы находятся в пониженной (по рельефу) местности, с высоким уровнем залегания грунтовых вод, на почвах, легко проводящих стоки к водоносным слоям или водоисточникам, что при недостаточной гидроизоляции приводит к заражению воды. Кроме того, для хранения больших объемов стоков используется открытые хранилища, что создает воздушный слой, заполненный испарениями, способный при соответствующей температуре и направлении ветра перемещаться на значительные расстояния и оказывать неблагоприятное воздействие на природу и человека.

В сельском хозяйстве наибольшую экологическую опасность представляют мелкие фермы и крупные животноводческие комплексы. Для мелких ферм характерен низкий уровень механизации рабочих процессов, они не имеют навозохранилищ, капитальных силосохранилищ. Пункты утилизации скота, размещены, как правило, с нарушением санитарных норм (таблица 3 и 4).

Таблица 3. Концентрация загрязняющих веществ в сточных водах животноводческих ферм и комплексов в мг/л

Концентрация загрязняющих веществ	Взвешенные вещества	БПК	Нефтепродукты
Выгульные площадки крупного рогатого скота и свиней	2000-3000	1000?1500	?
Внут. дороги с твердым покрытием	250?4000	50?80	?
Открытые стоянки автомашин и сельскохозяйственной техники	800?1200	160?200	50?100
Крыши зданий	75?120	25?40	?

Таблица 4. Концентрация биогенных веществ в поверхностном стоке животноводческих комплексов в мг/л

Биогенные вещества	Концентрации биогенных веществ
	на свинокомплексах	на комплексах крупногорогатого скота
Азот общий	1500?2500	600?800
Азот аммонийный	600?800	500?650
Фосфор	500?900	350?650
Калий	400?500	700?850

Методы очистки и обеззараживание навоза и навозных стоков. Хранение и обеззараживание твердого навоза проводят в навозохранилищах двумя способами: анаэробным и аэробно-анаэробным. Благодаря процессам брожения происходит увеличение температуры за счет термофильных микробов и гибель большинства микроорганизмов, находящихся в экскрементах животных. После обеззараживания навоз используется как удобрение.

Большего внимания необходимо уделять обеззараживанию жидкой фракции навоза. Наиболее эффективным является биологический метод обеззараживания сточных вод. В этом процессе могут участвовать бактерии двух видов: аэробы, развивающиеся в присутствии кислорода, и анаэробы, способные к жизнедеятельности без доступа кислорода. Биологический метод существенно снижает бактериальное загрязнение и содержание биогенных элементов (азота, фосфора, калия) в навозных стоках.

В свою очередь, биологический метод разделяется на естественный и искусственный способы. К системам, использующим естественный метод очистки сточных вод, относятся:

а) сооружения по разделению сточных вод на фракции для использования жидкой части стоков на земледельческих полях орошения, а также на полях удобрительного полива;

б) сооружения по разделению сточных вод на фракции по использованию их жидкой части на рыбоводно-биологических прудах;

в) вывозка стоков на поля без предварительного разделения на фракции.

К сооружениям искусственной биохимической очистки навозных стоков относятся аэротенки и биофильтры различных типов, а естественной биохимической очистки - поля орошения, поля удобрительного полива, поля фильтрации, установки для торфокомпостирования.