Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду

Содержание

1. Введение

2. Сельское хозяйство РФ

3. Экологические проблемы сельского хозяйства

3.1 Применение минеральных удобрений

3.2 Применение пестицидов

3.3 Водная и ветровая эрозия почв

3.4 Вторичное засоление и заболачивание почв

3.5 Опустынивание

3.6 Другие виды загрязнение литосферы, гидросферы и атмосферы отходами сельскохозяйственного производства

Заключение

Список литературы

1. Введение

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая чистой продукции автотрофов. Их основные отличия от природных:

В них резко снижено разнообразие видов: снижение видов культивируемых растений снижает и видовое разнообразие животного населения биоценоза; видовое разнообразие разводимых человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным; культурные пастбища (с подсевом трав) по видовому разнообразию похожи на сельскохозяйственные поля.

Виды растений и животных, культивируемых человеком, «эволюционируют» за счет искусственного отбора и неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания биоценоза, а частичное ее использование вредителями, потери при уборке, которые тоже могут попасть в естественные трофические цепи, всячески пресекаются человеком.

Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов это упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как и природные пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

Сельскохозяйственные системы, как земледельческие, так и животноводческие, занимают в мире около 50 млн. км², или 38% свободной от льда суши. Из них пашня занимает около 30%, и пастбища - 70%.

Разнообразие типов сельскохозяйственных систем огромно. Оно зависит как от природных условий, так и особенностей применяемых технологий. Поэтому сельскохозяйственные системы называют также агроэкосистемами. В простейших системах земледелия агротехнические операции сводятся, последовательно, к несложной подготовке почвы к посеву, заделыванию зерна во влажную почву, борьбе с сорняками и вредителями, сбору того, что выросло, переработке урожая и сохранению части его в качестве семян для следующего сельскохозяйственного года. С другой стороны, в сложных системах уровень технологии чрезвычайно высок. Соответственно, и урожаи, получаемые в различных агроэкосистемах, разнятся в десятки раз.

Не менее велико разнообразие животноводческих систем, в зависимости от природных и хозяйственных факторов. Наконец, существует большое количество комбинаций типов земледелия и животноводства.

Несмотря на свое разнообразие, сельскохозяйственные системы отличаются одной общей особенностью: все они оказали и продолжают оказывать глубокое воздействие на экосистемы и ландшафты. В процессе развития агроэкосистем преобразуется растительность: от естественного покрова - к пашне или пастбищу. В земледельческих системах естественный, флористически богатый растительный покров, часто многоярусный, замещается на единственную для данного сезона или года культуру. Система коренным образом трансформируется и упрощается.

При введении орошения изменяется и тип водного режима: от обычно непромывного к промывному.

Как и земледелие, животноводство имеет много разнообразных форм в связи с различиями природных условий и уровней развития общества. В животноводческих агроэкосистемах геоэкологические изменения более постепенны, но не менее глубоки. Не случайно, одна из проблем геоэкологии заключается в определении того, каким было исходное, доантропогенное состояние африканской саванны, поскольку она постепенно трансформировалась под влиянием многотысячелетнего и весьма интенсивного выпаса скота. В засушливых районах мира основная геоэкологическая проблема пастбищного скотоводства - постепенное истощение пастбищ, то есть прогрессирующее антропогенное опустынивание вплоть до уничтожения растительного и почвенного покрова.

Естественные системы отличаются высокой степенью замкнутости баланса органического вещества и других компонентов. Разность между приходной и расходной частями баланса вещества в природной системе за год не превышает 1%, а обычно меньше. За счет этой малой доли и происходит направленная эволюция естественных систем. В сельскохозяйственных же системах цикл вещества разомкнут: вещество забирается человеком из системы в виде урожая, а семена, органические и минеральные удобрения, а также и пестициды, в нее вносятся. Вынос вещества составляет десятки процентов (обычно 40-80%) от годовой продукции биомассы. При этом чем продуктивнее агроэкосистема, тем больше отчуждение продукции, и тем система более неустойчива. Антропогенный привнос веществ в агроэкосистему оказывается на один-два порядка больше их естественного поступления. Таким образом, система коренным образом трансформируется.

Изменяются и физические процессы. Водная и ветровая эрозия почв усиливаются на один-три порядка. Почва уплотняется под воздействием сельскохозяйственных машин и орудий. Структура теплового баланса изменяется вследствие изменения как величины альбедо, так и затрат на эвапотранспирацию. Соответственно изменяется и водный баланс, и режим влаги в почве. Биологические особенности, такие как биомасса, ее прирост, трофические соотношения, видовой состав, включая микроорганизмов и беспозвоночных и пр., коренным образом меняются.

Вследствие эволюции земледелия и животноводства сокращается сложность структуры ландшафтов, их устойчивость снижается и может поддерживаться только благодаря действиям человека.

Экологические проблемы сельского хозяйства относятся к категории универсальных, то есть встречающихся в мире повсеместно. Они - продукт некоординированных действий миллионов крестьян.

2. Сельское хозяйство Российской Федерации

В агропромышленном комплексе России занято около 40% работающих в сфере материального производства и здесь сосредоточено более 25% всех производственных фондов России. До 1991 г. в сфере АПК создавалось 97% продовольственной продукции. На современном этапе развития хозяйства России происходят значительные изменения в аграрном секторе экономики. Это связано с переходом от государственно-административных принципов управления хозяйством к экономическим, направленным на создание условий для формирования различных форм собственности, развития земельного рынка, свободной конкуренции товаропроизводителей.

Начиная с 1991г. наблюдается снижение производства основных видов продукции сельского хозяйства. Удельный вес сельского хозяйства в валовом внутреннем продукте в 1998 г. составил лишь 4,7% против 15% в 1990 г. На уровень производства основных сельскохозяйственных культур повлияло как сокращение посевных площадей, так и снижение уровня урожайности. Общая посевная площадь уменьшилась на 8%, в том числе: зерновых -- на 9%, сахарной свеклы -- на 23%, льна-долгунца -- на 59%. Снизилась урожайность основных сельскохозяйственных культур. Валовые сборы зерна сократились на 30%, сахарной свеклы -- на 45%, подсолнечника -- на 20%, картофеля -- на 15%.

В животноводстве происходит снижение поголовья всех видов скота и продуктивности. По отношению к 1990 г. поголовье крупного рогатого скота сократилось более чем вдвое, свиней -- на 70%, овец и коз -- на 51%. По данным 1997 г., Россия по численности крупного рогатого скота находится на уровне 1962 г., свиней -- 1959 г., овец и коз -- 1946 -- 1947 гг. В результате производство мяса на душу населения сократилось за последние пять лет с 68 до 46 кг (уровень 1976 г.), а молока -- с 376 до 289 кг (уровень 1966 г.). Уменьшение поголовья скота происходило в (сельскохозяйственных предприятиях, тогда как в хозяйствах населения поголовье возросло.

В сложившейся экономической ситуации обостряются экологические проблемы. В условиях пониженной биологической продуктивности значительной части сельскохозяйственных земель в России практически приостановлены работы по повышению плодородия почв и мелиорации земель. Значительно снизилось количество вносимых минеральных удобрений, в результате чего удельный вес удобрений площади снизился с 70% в 1990 г. до 27% в 1997 г. В фермерских хозяйствах доля удобренной площади составляет только 10%. Количество вносимых органических удобрений также снизилось почти в 4 раза, а доля удобренной площади сократилась до 2,4%.

Сократились мелиоративные работы и культурно-технические мероприятия. К концу 90-х годов введено в эксплуатацию 1,8 тыс. га орошаемых земель (против 105 тыс. га в 1990 г.) и 1,4 тыс. га осушенных земель (против 162 тыс. га в 1990 г.). Культурно-технические работы на сельскохозяйственных угодьях сократились почти в 20 раз (48 тыс. га против 865 тыс. га в 1990 г.). В результате площади кислых почв увеличились на 14% и составляют уже 1/3 сельскохозяйственных земель. Потери питательных веществ из почвы в результате эрозии вдвое превышают объемы вносимых минеральных удобрений. Ущерб от эрозии ежегодно оценивается в 20-30 млрд. руб. (в ценах 1998 г.). Площади кормовых угодий со смытыми почвами в настоящее время составляют 30% от общей площади. По данным государственного учета земель за 1998 г., более 44 млн. га (34%) пашни являются дефляционно-опасными, а более 30% естественных кормовых угодий закустарены и заболочены, при этом значительная часть пастбищ подвержена дигрессии.

В условиях кризиса экономики сельского хозяйства увеличивается количество необрабатываемых сельскохозяйственных земель, достигшее более 30 млн. га, в том числе 20 млн. га пашни.

Основные отрасли АПК:

растениеводство (зерновое хозяйство, технические культуры, овощеводство, бахчеводство, плодоводство, кормовые культуры);

животноводство (скотоводство, овцеводство, свиноводство, козоводство, коневодство и т.п.).

Таблица 1 Продукция сельского хозяйства (в фактических ценах; млн.рублей, данные 2010 г.)

Годы	Хозяйства всех категорий
	сельское хозяйство	в том числе
		растениеводство	животноводство
А	1	2	3
1996	283407	153731	129676
1997	303179	165609	137570
1998	298373	143041	155332
1999	585958	307112	278846
2000	742424	394718	347706
2001	918246	466159	452087
2002	968153	480659	487494
2003	1076351	557212	519139
2004	1253237	650582	602655
2005	1380961	669819	711142
2006	1570554	764784	805770
2007	1931629	1002443	929186
2008	2461355	1306337	1155018
2009	2515941	1238904	1277037
2010	2618470	1179808	1438662

3. Проблемы сельского хозяйства

3.1 Применение минеральных удобрений

Для своего развития растения нуждаются в определенном количестве биогенных веществ (соединений азота, фосфора, калия и др.), обычно поглощаемых из почвы. В естественных экосистемах биогены, ассимилированные растительностью, возвращаются в почву в результате процессов деструкции в круговороте вещества: разложения плодов, растительного опада, отмерших побегов, корней и пр. Некоторое количество соединений азота фиксируется бактериями из атмосферы. Часть биогенов привносится с осадками. На отрицательной стороне баланса находятся инфильтрация и поверхностный сток растворимых соединений биогенов, их вынос с почвенными частицами в процессе эрозии почвы, а также преобразование соединений азота в газообразную фазу с уходом ее в атмосферу.

Сельское хозяйство нарушает естественный, практически замкнутый баланс биогенов. Ежегодный урожай уносит часть биогенов, содержащихся в произведенном продукте. В агроэкосистемах скорость выноса питательных веществ на 1-3 порядка больше, чем в природных системах, причем чем выше урожай, тем относительно больше интенсивность выноса, следовательно первоначальный запас питательных веществ в почве может израсходоваться сравнительно быстро.

Всего в мире с урожаем зерна выносится, например, около 40 млн. т азота в год, или примерно 63 кг на 1 га площади зерновых. Отсюда следует необходимость применения удобрений для поддержания плодородия почвы и повышения урожаев, так как при интенсивном земледелии без удобрений плодородие почвы снижается уже на второй год. Обычно применяются азотные, фосфорные и калийные удобрения в различных формах и сочетаниях, в зависимости от местных условий. В то же время, применение удобрений маскирует деградацию почв, заменяя естественное плодородие на плодородие, базирующееся в основном на химических веществах.

Влияние на литосферу, гидросферу, атмосферу растительный и животный мир

Наряду с положительными эффектами, удобрения создают также экологические проблемы, в особенности в странах с высоким уровнем их применения.

При удобрении почв нитратными удобрениями происходит их постепенный перенос в поверхностные водные объекты и подземные воды. Концентрация нитратов в воде, стекающей с полей, обычно находится между 1 и 10 мг/л, а с нераспаханных земель она на порядок меньше. По мере роста массы и продолжительности применения удобрений, все большее количество нитратов попадает в поверхностные и подземные воды, делая их непригодными для питья. Если уровень применения азотных удобрений не превышает 150 кг/гa в год, то в природные воды попадает примерно 10% от объема применяемых удобрений. В особенности серьезна проблема загрязнения подземных вод после того, как нитраты попали в водоносный горизонт.

Смыв фосфора со склонов в процессе почвенной эрозии составляет не менее 50 млн. т в год. Эта цифра сравнима с годовым объемом промышленного производства фосфорных удобрений. По некоторым оценкам в 1990 г. 33 млн т фосфора было вынесено реками в океан, сколько было внесено на поля. Фосфор перемещается под воздействием силы тяжести, главным образом с водой, преимущественно с континентов в океаны, и это ведет к хроническому дефициту фосфора на суше и к еще одному глобальному геоэкологическому кризису.

Водная эрозия, унося почвенные частицы, переносит также содержащиеся в них и адсорбированные на них соединения фосфора и азота. Если они попадают в водные объекты с замедленным водообменом, улучшаются условия для развития процесса эвтрофикации.

Использование минеральных удобрение вызывает сильные сдвиги в биогеохимических круговоротах.

Избыток азота может изменить кислотность почв, а также содержание в них органического вещества, что может привести к дальнейшему выщелачиванию питательных веществ из почвы и ухудшению качества природных вод. Образующаяся закись азота обладает парниковым эффектом и является одним из факторов разрушения озонового экрана в атмосфере, играющего защитную роль в предохранении живых существ на Земле от жесткого ультрафиолетового облучения.

Зависимость величины урожая от объема применяемых удобрений в целом похожа для любой культуры: растение заметно реагирует на первые порции применяемых удобрений, при последующих порциях прирост урожая становится меньше, а затем уже прироста практически нет (кривая зависимости в этой области стремится к асимптоте), а при дальнейшем увеличении нагрузки удобрениями может отмечаться и снижение урожая.

Научно обоснованные стратегии сельского хозяйства должны исследовать возможности сокращения объема применяемых удобрений с целью поиска оптимального уровня их применения, а также включать такие компоненты, как корректная технология их применения и защита почв от эрозии.

Воздействие на человека

Повышенные содержание нитратов в почве и контактирующих с ней средах, опасно из-за трех основных эффектов:

-токсического действия на детей

-канцерогенного действия

-мутагенного действия (при образовании нитрозамидов)

Проведенные эпидемиологические исследования в районах активного применения нитратов в Украине показали, что повышенное их содержание в почве и контактирующих с ней средах, особенно в воде, служит причиной метгемоглобинемии у детей. Наиболее уязвимой группой являются дети в возрасте до 1 года, которые получают питательные смеси, приготовленные на воде с повышенным содержанием нитратов или с пониженной кислотностью. Организм взрослых людей менее подвержен опасности отравления нитратами, содержащимися в продуктах и питьевой воде, так как этому препятствует фермент метгемоглобинредуктаза, который разрушает образующиеся из нитритов метгемоглобин крови. Канцерогенное и мутагенное воздействие нитратов доказано только на животных, в отношении человека такое влияние достоверно не установлено.

3.2 Применение пестицидов

Значительная часть урожая уничтожается вредителями и погибает вследствие болезней как на поле, так и, позднее, в хранилищах. Иногда потери достигают половины урожая (в бывшем СССР - до 30--40 %, в США 33%). Одно из основных направлений борьбы с вредителями сельского хозяйства (насекомыми, грызунами, грибками, сорняками и пр.) - это применение химических веществ, называемых пестицидами.

Пестициды - общее название для всех химических веществ, применяемых для борьбы с вредителями, а также и более узкое название для части веществ, применяемых против насекомых. Гербициды применяются для контроля сорняков, фунгициды - против грибков, родентициды - против грызунов. Основной потребитель пестицидов - сельское хозяйство.

Всего в мире используется не менее 180 пестицидов в виде нескольких тысяч препаративных форм. За десятилетия 1960-1980 гг. объем пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве мира, увеличился на порядок. Однако затем употребление пестицидов стало замедляться вследствие обнаруженных серьезных проблем.

Большинство проблем применения пестицидов, возникает потому, что практически все пестициды являются ксенобиотиками -- чуждыми для природы химическими соединениями.

Большую роль в плодородии почв играет почвенная биота. Подавляя вредителей пестицидами, человек снижает также численность почвенных организмов. В пойменных почвах Нечерноземья насчитывалось до 300 дождевых червей на 1 кв. м, пропускавших сквозь свой кишечник ежегодно до 10 кг почвы. В настоящее время их численность сократилась в десятки и сотни раз.

Многообразные пестициды различным неблагоприятным образом воздействуют на ландшафты и их компоненты. Группы животных, наиболее страдающих от пестицидов (в порядке увеличения степени поражения): беспозвоночные, рыбы, птицы, млекопитающие, микроорганизмы.

Внутренние водоемы загрязняются пестицидами и продуктами их распада. Пестициды сыграли, например, немалую роль в ухудшении состояния Аральского моря, его притоков и бассейна. Исследование поведения пестицидов в ландшафте в зависимости от географических условий - важная и пока недостаточно изученная проблема.

Попавший в окружающую среду пестицид включается в процессы биоаккумуляции, когда может происходить многократное (до сотен тысяч раз) повышение его концентрации по мере продвижения пестицидов по пищевым цепям. В результате отдельные, иногда отдаленные от пестицидной мишени звенья пищевых цепей могут оказаться крайне токсичными. Широко известен пестицид ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), почти везде запрещенный к использованию. Период полного распада ДДТ составляет многие десятки лет, и около половины произведенного промышленностью препарата еще находится в окружающей среде. Биоаккумуляция ДДТ в экосистеме озера Мичиган приводит к его накоплению в рыбоядных птицах в 180 тыс. раз большему, чем его концентрация в озерной воде:

ДДТ в воде - 0,014 мг/л

ДДТ в зоопланктоне - до 5 мг/л

ДДТ в мелкой рыбе - до 10 мг/кг

ДДТ в крупной рыбе - до 200 мг/кг

ДДТ в рыбоядных птицах - до 2500 мг/кг

Другая серьезная проблема применения пестицидов в том, что вредители привыкают к пестицидам, это привыкание передается по наследству, снижая эффективность пестицидов и заставляя вводить в использование все новые и новые химические вещества. Это явление, так называемая резистентность, привело к тому, что более десятка массовых видов насекомых развили нечувствительность ко всем основным классам применяемых соединений. К ним относятся домовая муха, таракан, колорадский картофельный жук, капустная моль и др. Резистентность к применяемым пестицидам вырабатывается через 10-30 поколений, поэтому при современной стратегии применения пестицидов, все основные вредители могут стать резистентными.

Воздействие на человека

Применение пестицидов приводит к увеличению их нагрузки не только на профессиональные контингенты (сельскохозяйственные работники), но и на все население в целом, что создает реальную угрозу его здоровью. При этом прежде всего страдает детское население. Наибольшее влияние на заболеваемость населения оказывают хлорорганические и фосфорорганические пестициды, доля которых в суммарной территориальной антропогенной нагрузке составляет около 15% .

Ряд пестицидов, поступающих в организм человека из почвы по миграционным и транслокационным цепочкам, оказывает мутагенное действие, проявляющееся увеличением точечных мутаций и хромосомных аберраций в соматических и половых клетках, приводящих к образованию новообразований, спонтанным абортам и перинатальной гибели плода, врожденным аномалиям развития, бесплодию.

По данным Н. Г. Проданчука и соавт., к концу второй половины прошлого столетия в Украине при возделывании зернопропашных культур по интенсивной технологии наиболее широко применялись пестициды, относящиеся к хлорсодержащим соединениям (ХОС): гербициды на основе 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и трихлорацетата натрия (ТХАН), инсектицид линдан (j -- изомер гексахлорциклогексана -- ГХЦГ).

Продолжительное воздействие целого комплекса ХОС на организм человека приводило к снижению его самоочищающей способности и увеличению содержания токсичных веществ в крови взрослого населения до уровней, в 2 -- 10 и более раз превышающих допустимую суточную дозу для ДДТ, ГХЦГ. По мнению авторов, особую тревогу вызывают данные о накоплении ХОС в биосредах беременных женщин и кормящих матерей. Анализ образцов биологических жидкостей, отобранных у рожениц и кормящих матерей, показал, что из организма матери 2,4-Д, ТХАН (сумма хлоруксусных кислот), ГХЦГ выводятся с грудным молоком (до 1 * Ю^-3--1 * Ю^-2 мг/дм³) в больших количествах, чем с мочой (до 1 * 10~⁴--3,5 * 10"³ мг/дм³).

Эпидемиологические исследования выявили для детей неонатального (от рождения до 2х месяцев) периода развития прямую зависимость между общей нагрузкой пестицидами и первичной заболеваемостью. Такие же исследования выявили зависимость между заболеваниями у детей до 14 лет и хронической экспозиции нагрузок пестицидами. При этом у детей учащаются такие заболевания, как хронический отит, фарингит, хронические болезни миндалин и аденоидов, бронхиальная астма, нефрит, нефроз, врожденные аномалии сердца и системы кровообращения.

3.3 Водная и ветровая эрозия почв

Эрозия почв - это естественный геоморфологический процесс, неотъемлемое звено как глобальных биогеохимических циклов, так и глобального цикла денудации-аккумуляции. Наибольшие величины естественной водной эрозии вне горных территорий наблюдаются в зонах полупустынь и степей. Наименьшие величины естественной водной эрозии характерны для тех ландшафтных зон, где сплошная, зачастую многоярусная растительность защищает поверхность почвы от размыва (в зонах влажных лесов), или где осадков недостаточно для заметного смыва (зоны пустынь).

Максимум естественной ветровой эрозии располагается в аридных зонах (полупустыни и пустыни). На глобальном уровне роль ветровой эрозии приблизительно вдвое меньше, чем водной эрозии.

При превращении природной экосистемы в сельскохозяйственное поле условия для эрозии резко меняются. Поверхность почвы становится слабо прикрытой растительностью, а значительную часть года и вовсе голой. Многочисленные данные указывают на то, что при преобразовании лесного ландшафта в полевую агроэкосистему величины эрозии увеличиваются по крайней мере на два-три порядка величины, а при преобразовании открытого (нелесного) ландшафта - на один-два порядка. Поэтому при сельскохозяйственном освоении территорий эрозия почв резко увеличивается и остается на высоком уровне.

В России почти половина площади почв подвержена водной и ветровой эрозии. На 5 млн. га бывшего СССР располагаются сильно эродированные почвы, на которых урожаи не превышают 40% от тех, которые были бы при неизмененной почве. В последние годы существования СССР с полей выносилось 100 млн тонн гумуса и более 40 млн. тонн соединений азота, фосфора и калия в год. Это в полтора раза больше количества вносимых в то время в почву удобрений, и именно таким образом потенциальное плодородие почвы неуклонно снижается.

Многочисленные факты из других районов мира также указывают на чрезвычайно высокую степень снижения естественного плодородия почв..

Противоэрозионная способность почв зависит от содержания гумуса и карбонатов, концентрации катионов в поглощающем комплексе, механических и агрегатных свойств почвы. Каждый генетический тип почвы отличается характерным для него набором параметров. Наибольшей эрозионной устойчивостью среди почв Русской равнины обладают черноземы. К северу и югу от зоны черноземов устойчивость почв к водной эрозии снижается. С другой стороны, более 70% черноземов мира распахано. Поэтому общий объем эрозии в черноземной зоне под влиянием земледелия значительно увеличился.

Установлено, что с полей смывается ежегодно не менее 90 млрд. тонн почвы. Для сравнения: твердый сток рек мира оценивается в 22 млрд. т в год. В настоящее время водная эрозия почв по крайней мере в пять раз больше, чем она была при ненарушенных земледелием условиях. Объем смытой почвы содержит больше фосфора, чем все производство фосфорных удобрений в мире за год.

Главные потенциальные резервы земельных ресурсов под пашню располагаются в тропических и экваториальных районах. Расширение площади пашни приведет там к значительному росту эрозии почв. Продолжающееся обезлесение приведет к дальнейшему увеличению эрозии почвы, в особенности во влажной экваториальной зоне, где, по сравнению с доземледельческим периодом, эрозия уже увеличилась в 8 раз, и при условии использования всех доступных земельных ресурсов может вырасти в 24 раза.

Наибольшее увеличение эрозии почвы, в 33 раза по сравнению со временем до начала земледелия, отмечается в районах достаточного увлажнения умеренного пояса, где по климатическим условиям изначально произрастали леса и где площадь пашни весьма велика.

На уровне речного бассейна смытые почвы представляют собой наносы, переносимые реками. Увеличение стока наносов приводит к заилению водохранилищ, каналов, оросительных систем и судоходных путей.

3.4 Вторичное засоление и заболачивание почв

В процессе сельскохозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах.

Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30% орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России составляет 36 млн га (18% общей площади орошаемых земель). Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

3.5 Опустынивание

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей среды в целом, является опустынивание. По Б. Г. Розанову, опустынивание -- это процесс расширения площадей пустынь вследствие потери сопредельными территориями сплошной растительности с дальнейшей невозможностью ее восстановления без участия человека.

Как правило, к опустыниванию приводит сочетание нескольких факторов, совместное действие которых резко ухудшает экологическую ситуацию.

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться.

Опустынивание является одновременно социально-экономическим и природным процессом, оно угрожает примерно 3,2 млрд га земель, на которых проживают более 700 млн человек.

В результате непродуманной хозяйственной деятельности (неправильная обработка земель,неумеренный выпас скота) на этих территориях произошли глубокие необратимые деградационные изменения природной среды и в первую очередь ее эдафической части.

Становится очевидной необходимость планомерного перевода сельско-хозяйственного производства на эколого-адаптивную основу, предусматривающую развитие комплексной мелиорации.

3.6 Другие виды загрязнение литосферы, гидросферы и атмосферы отходами сельскохозяйственного производства

Влияние сельскохозяйственной техники на природные среды

В ходе сельскохозяйственной деятельности человек использует большой арсенал специальной техники. В России он включает:

-базовые тракторы колесные и гусеничные;

-комбайны различного назначения;

-посевная сельскохозяйственная техника (сеялки, универсальные пневматические сеялки, посадочные машины);

-почвообрабатывающая сельскохозяйственная техника (разбрасыватели удобрений, -агрегаты для внесения жидких удобрений, опрыскиватели, культиваторы, глубокорыхлители, комбинированные агрегаты, плуги, дисковые бороны, уплотняющие катки);

-уборочная сельскохозяйственная техника (картофелекопатели, полуприцепы тракторные);

-кормозаготовительная сельскохозяйственная техника (кормодробилки, измельчители-смесители раздатчики кормов, подборщики, пресс-подборщики, кормоуборочные комбайны, косилки, упаковщики).

Выбросы в атмосферный воздух от сельскохозяйственной техники: газообразные, твердые и жидкие выбросы, выбросы теплоты. При истирании тормозных колодок в воздух и почву попадают медь, ванадий, молибден, никель, хром, а при износе покрышек - кадмий, свинец, цинк. Особая опасность этих выбросов заключается в том, что в них содержится сажа, способствующая глубокому проникновению тяжелых металлов в организм человека.

Влияние птицефабрик и животноводческих хозяйств на природные среды

В результате хозяйственной деятельности на птицефабриках образуется достаточно большое количество твердых отходов, например, от кур несушек массой 2...2,5 кг - около 0,11 кг помета (70%-й влажности) ежедневно, или 30 кг твердого вещества в сутки. Птицеводство является одними из источников загрязнения атмосферного воздуха, подземных и грунтовых вод.

Примерный (типовой) состав сухого птичьего помета (СПП) в %, характерный для средней полосы России («сухое» вещество 91,4 %).

Сырой протеин- 29,32.

Сырой жир- 2,68.

Сырая клетчатка-16,93.

«Зола» (минеральная основа) - 29,5.

Кальций- 6,74.

Фосфор- 2,98.

В птичьем помёте также (ПП) обнаружено много химических веществ, например, кислоты, сульфиды, сераорганические соединения, бензопирролы, фенолы (в частности 2,6- дитретбу-тилфенол и его производные); 2,6- дитретбутилкрезол, бензохи-ноны, ароматные соединения (с приятным запахом) и т.д.

Содержатся витамины: каротин/провитамины Д, Е, К; рибофлавин, пиродоксин; никотиновая кислота, В₁₂ и т.д. В пределах до 1,5% имеются все незаменимые аминокислоты.

Несмотря на кажущуюся ценность и привлекательность помёта как органического удобрения, при его хранении и переработке возникает много технологических проблем, особенно на крупных птицеводческих комплексах. Куриный помёт «хорошая» коллоидная система , и плохо отдаёт влагу, требует огромных энергозатрат при сушке. Вдобавок, он очень «концентрированный» (в отличии от коровьего , конского и даже свиного навоза). Таким образом, птичий помет нуждается в переработке, что не всегда обеспечивается хозяйствами. Запрещается сбрасывать навоз на мерзлую землю и снег, чтобы предотвратить последующее смывание навоза талыми водами попадание его в открытые водоемы.

Такие же проблемы существуют в животноводстве, на предприятиях маслобоен, мясоперерабатывающих, где образуется значительное количество органических отходов.

загрязнение почва сельскохозяйственный экологический

Заключение

Все проблемы сельского хозяйства вместе с его отрицательным воздействием на природные среды и человека были рассмотрены в разделе 3. Так как дальнейшее загрязнение почв, их эрозия, засоление могут привести к полной потери плодородных земель, а загрязнение поверхностных водоемов и подземных вод стоками с полей и животноводческих хозяйств ведет к отравлению рек, необходимо искать пути решения этих проблем. Один из таких путей, успешно внедряемый в США последние 20 лет, это технологии органического земледелия.

Органическое земледелие - хозяйствование без использования искусственных удобрений, пестицидов, регуляторов роста.

Агроландшафт при этом представляет собой самонастраивающуюся систему, в которой применяются севообороты, а в почву вносятся компост, навоз животных, бобовые для обогащения почвы азотом, зелёные удобрения, органические отходы с ферм.

Удобрения, как чрезмерные дозы лекарств, расслабляют организм. Они необходимы в критической ситуации. Но повседневное их употребление ведёт к «медикаментозному привыканию», организм уже не может жить без допинга. То же и с растениями. За миллионы лет эволюции они приспособились потреблять элементы питания, вырабатываемые в почве микроорганизмами, у них установились взаимовыгодные отношения с почвой. Усвоение же легкорастворимых удобрений разлаживает этот механизм, ослабляет биологические процессы, увеличивает восприимчивость к вредителям, болезням, сорнякам, ухудшает качество плодов.

Прекрасный экологический приём садоводства и огородничества - мульчирование. Мульча -- разнообразный материал (почва, растительные остатки, компост, мелко порванная бумага), которым покрывается грунт для уничтожения сорняков, сохранения влаги, защиты от солнца и дождя. Применение мульчи позволяет сократить обработку земли, не нарушать её структуру, сохранить в естественном виде. Накрывая сорняки и травяной покров старой полиэтиленовой плёнкой, тряпками и даже плотной бумагой, мы расчищаем участок для культурных растений. С помощью мульчи можно полностью исключить прополку, наполовину сократить расход воды.

В США в 1990-х гг. многие фермеры обходились без химии, переходя на сельскохозяйственную практику, освященную традициями столетий Старого и Нового Света. Они заново открывали для себя, что с помощью севооборотов, навоза, умелого использования естественных репеллентов (отпугивателей вредных насекомых) можно получать высокие урожаи экологически чистой продукции, не заражая почву и воду.

В каждом регионе -- свои методы и подходы к поддержанию биологического равновесия. Так, в штате Айова, известном своими обширными кукурузными плантациями, после уборки урожая поля засевают рожью, которая, разлагаясь зимой, выделяет естественные микроэлементы, уничтожающие сорняки. А вот в Калифорнии с её субтропическим, а кое-где пустынным климатом довелось увидеть, как фермеры между овощными грядками сажают кошачью мяту, отпугивающую вредных насекомых.

В земледелии, свободном от химии, основной приём -- севообороты, специфические не только для каждой зоны, но и для каждой местности. Хозяйства отличаются тем, что высевают на поля разные культуры от сезона к сезону. А это зависит от знаний и опыта фермера, его навыков, привычки к той или иной продукции, возможности её переработки и транспортировки. В России же этот способ ведения хозяйства лишь набирает обороты, но очевиден интерес людей к употреблению экологически чистой полезной продукции.

Между тем производить органическую продукцию у нас проще и дешевле, чем на Западе. С 1990-х гг. большая часть полей почти не обрабатывалась химическими веществами -- не хватало средств. К тому же российские поля не заражены трансгенами, производство их по-прежнему под запретом. В Подмосковье, в Горках-10 уже выращивают без использования химикатов и инертных газов овощи, зелень, землянику, дыни, которые поставляют в сеть ресторанов. Таким образом, начинают закладываться основы для оздоровления отрасли сельского хозяйства и всего населения страны.

Важнейшей проблемой преимущественно животноводческой отрасли сельского хозяйства является переработка отходов органических веществ. Эта проблема может быть успешно разрешена при использовании технологий производства биогаза. Получение биогаза из разнообразных отходов птицеводства, животноводства и растениеводства является одним из эффективных способов их утилизации и экономически выгодным источником дополнительной энергии. В основе биогазовых технологий лежат сложные природные процессы биологического разложения органических веществ в анаэробных условиях под воздействием особой группы анаэробных бактерий.

Биогаз представляет собой смесь газов, основными компонентами которого являются метан (55--70%) и углекислый газ (30--40%) с небольшим количеством сероводорода (0--3%) и примесей водорода (аммиака и окислов азота).

Образование биогаза -- процесс, сопровождающийся минерализацией органических соединений, содержащих азот, фосфор и калий, с полным уничтожением патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, семян сорняков, специфических фекальных запахов, нитратов и нитритов. Помимо биогаза в качестве конечного продукта образуется эффективное экологически безопасное органическое удобрение с необходимыми для растения биогенными макро- и микроэлементами, биологически активными веществами, витаминами, аминокислотами.

Энергоемкость биогаза находится в прямой корреляции от концентраций метана. При концентрации метана свыше 60% биогаз считается ценным топливом.

Биогаз получают в метантенке (реакторе), состоящем из системы термостатирования, отбора биогаза и перемешивания. Биореактор должен быть герметичным, поскольку анаэробные микроорганизмы чувствительны к кислороду.

Биоэнергетические установки получили широкое применение в Канаде, США, Вьетнаме, Непале, Японии, Англии. Российские биогазовые установки не только имеют высокую окупаемость (в течении полугода), но и позволяют в полном объеме решить проблемы сельского хозяйства и окружающей среды. Таким образом, это экономически целесообразный путь хозяйствования.

Список литературы

1. Коробкин, В. И. Экология: учеб. для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский .- 13-е издание. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2008. - 603 с. - (Высшее образование). - ISBN 978-5-222-13531-0.

2. Голубев, Г. Н. Геоэкология: учебник для студ. вузов / Г. Н. Голубев .- 2-е изд., испр. и доп. - М. : Аспект Пресс, 2006. - 288 с. ISBN 5-7567-0400-0.

3. Ю.П. Супруненко, Земледелие без химии,- «Природа и человек. XXI век», с. 62-63, №12, -2009 г.

4. И.В. Мудрый, Влияние химического загрязнения почвы на здоровье населения, Гигиена и санитария, с.32-37, №4,-2008 г.

5.Розанов Л.Л. Геоэкология: учебно-методическое пособие для вузов/Л.Л. Розанов. - М.: Дрофа, 2010. - 269, [3] с.: ил. ISBN 978-5-358-07863-5

6. Куриный помет: экологическое бедствие или ценнейшее сырье? Елена Дмитриевна Адушева, Людмила Юльевна Тычинская Экологический вестник России, 2007. - N 11. - С. 7-8.

7. Белоусова, Н. И. Биогаз универсальное топливо Н. И. Белоусова, О. В. Егорова Мясная индустрия, 2008. - N 11. - С. 57-59.

Размещено на Allbest.ru