Приир. Учебники и учебные пособия для высших учебных заведений в. А. Медведский Т. В. Медведская сельскохозяйственная экология
 Скачать 1.54 Mb.
|
|
Применение средств химизации в растениеводстве и живот- новодстве. Исследования, проведенные в последнее время, позволили оп- ределить фактический размер потерь минеральных удобрений на пути от завода до поля и выявить основные причины, влияющие на потери. Фактические потери минеральных удобрений по республике достигают 15%, что в пересчете на физический вес составляет более 600 тыс.т в год. Причины этого могут быть следующие: - при хранении и применении туков они прилипают к полу и сте- нам складов, к мешкотаре, просыпаются при разрыве мешков, на них попадают осадки. Удобрения разносятся колесами машин, погрузчиков, выдуваются ветром при погрузочно-разгрузочных работах, при транс- 220 портировке. Они остаются на месте расположения буртов; - малая обеспеченность необходимыми хранилищами. Потребность в складах в республике удовлетворена на 55-60%, причем большинство складов не приспособлены для хранения удобрений. До сих пор значи- тельная часть удобрений, даже пестицидов, «хранится» под открытым небом; - потери при внесении за счет сноса ветром за пределы удобряемо- го поля. Неравномерность внесения снижает эффективность удобрений на 15% и более, вызывает неравномерность почвенного плодородия и полегания посевов, что ухудшает качество урожая и затрудняет уборку. Исследованиями установлено, что центробежные разбрасывате- ли вносят удобрения с неравномерностью 35-40% и более (допустимый показатель неравномерности внесения калийных и фосфорных – 25%, азотных – 15%). При внесении минеральных удобрений с неравномер- ностью 35-40% недобор зерна составляет 2,5-3 ц/га. Особо чувствитель- ными к неравномерности распределения удобрений в почве являются ячмень и лен. Существенным резервом повышения эффективности минераль- ных удобрений является локальное внесение полной дозы. Этот техно- логический прием позволяет повысить урожайность зерновых на 2-3 ц/га, картофеля, корнеплодов, овощных и силосных культур – не менее чем на 20-40 ц/га по сравнению с разбросным способом. Агротехнической наукой установлено, что в связи с более высо- кими коэффициентами использования питательных веществ при ло- кальном применении удобрений, нормы их внесения могут быть сниже- ны на 30-40% по сравнению с разбросным без снижения урожайности. Следовательно, 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. Существующая техноло- гия и техника известкования кислых почв пылевидными известковыми материалами с точки зрения экологических требований крайне несо- вершенна. Значительная часть пылевидных материалов уносится за пре- делы обрабатываемого поля, равномерность внесения не обеспечивает- ся. Более того, значительная часть известковых материалов складирует- ся в буртах, в результате их физико-механические свойства ухудшаются и они не могут быть внесены пневматическими машинами. В этих слу- чаях применяют центробежные разбрасыватели, которые не обеспечи- вают необходимой равномерности разбрасывания. 221 Использование средств химической защиты растений является одной из главных проблем загрязнения окружающей среды. Хотя в на- стоящее время борьба с вредителями, болезнями и сорняками проводит- ся в значительном объеме, потери урожая от вредителей остаются недо- пустимо большими и оцениваются следующим образом: зерновые – 51,5%, сахарная свекла – 32,7%, картофель – 47,7%, виноград – 53%, хлопок (волокно) – 51,9%, соя – 40,7%, фрукты – 31,4%, овощи – 38,6%. Потери от сорняков, несмотря на агротехническую, химическую и био- логическую борьбу, по оценкам специалистов на зерновых составляют 10,6%, льна – 10,3%, сахарной свеклы – 8,2%, картофеля 6,5%, овощей 10%, многолетних трав – 20%, плодов и ягод – 7%, в целом 10,7% про- дукции. Согласно оценкам ФАО, если прекратить использование пести- цидов, общая урожайность сократится на 35-50%, что приведет к повы- шению цен на сельскохозяйственные продукты на 50-70%. Это подчер- кивает необходимость проведения защиты урожая имеющимися средст- вами с целью его повышения и улучшения качества. Ситуацию с протравлением семян зерновых, обработкой поса- дочного материала защитно-стимулирующими веществами также нельзя признать удовлетворительной из-за недостаточного количества пунктов обработки и отсутствия средств механизации. В кормопроизводстве эти работы выполняются с помощью примитивных механизмов и оборудо- вания, поэтому нередко не только не достигается ожидаемый результат, но и обрабатываемые корма сильно загрязняются химикатами, чем на- носится вред здоровью животных, а затем и человеку. Все это является причинами больших потерь удобрений, химических мелиорантов и средств защиты растений, низкого качества внесения их в почву, высо- ких затрат на химизацию и ухудшения экологического состояния почв, воды, продукции растениеводства и животноводства. Применение средств химизации (извести, удобрений, пестици- дов и бесподстилочного навоза) без учета почвенных условий, необос- нованное завышение доз и некачественное их внесение могут оказывать негативное влияние на состояние почвенного покрова. Результаты 8-го тура агрохимического обследования (1994- 1998) показали, что пахотные угодья Республики Беларусь в основном имеют слабокислую или близкую к нейтральной реакции среды. Коли- чество кислых почв с рН (в КСl) менее 5,0 составляло по данным на 01.01.97 г. только 8,3% от всей площади пашни. В то же время на 150 тыс. га пашни (2,6%) отмечается избыток кальция (рН в КСl более 7,0), который негативно сказывается на продуктивности культур кальциефо- 222 бов: картофеля, льна, люпина. Систематическое применение фосфорных и калийных удобре- ний на пахотных почвах Республики Беларусь в течение 30 лет (1967- 1997) привело к повышению содержания Р 2 О 5 и К 2 О соответственно с 65 и 57 до 190 и 182 мг/кг почвы при оптимальных параметрах обеспе- ченности 200 и 300 мг/кг. В то же время на пахотных угодьях выделяет- ся небольшая группа почв, достаточно высоко обеспеченных фосфором (5% от общей площади пашни) и калием (11,5%), где содержание этих элементов превышает по фосфору 400 мг/кг и калию 300 мг/кг почвы. На таких почвах фосфорные и калийные удобрения временно можно не применять. К негативным явлениям, связанным с применением минераль- ных удобрений, относится загрязнение почв, грунтовых и поверхност- ных вод нитратами. При внесении азота в необоснованно высоких дозах запас минерального азота в почве превышает количество, которое сель- скохозяйственные культуры способны усвоить на формирование уро- жая. Поэтому часть азота в нитратной форме под воздействием атмо- сферных осадков вымывается из пахотного горизонта в нижележащие слои почвы. Особенно сильное загрязнение почв нитратами происходит при применении необоснованно высоких (более 200 кг азота на 1 га) доз бесподстилочного навоза. Все более заметно проявляется загрязнение почв тяжелыми ме- таллами. Опасным источником тяжелых металлов являются осадки сточных вод и твердые бытовые отходы (6-7 млн. м 3 в год), в которых наблюдается высокое содержание кадмия, кобальта, никеля, хрома, ме- ди. Поэтому утилизация отходов в качестве удобрения возможна лишь при озеленении городов и при лесопосадках. Все более интенсивно применяются химические средства в жи- вотноводстве. Для сохранения и повышения качества кормов использу- ются различные консерванты, небелковые азотсодержащие добавки, витамины, антиоксиданты, а также биологически активные вещества. Среди них имеются и гормонально активные препараты, способные вне- сти значительные изменения в биологические процессы у животных. Кормовые добавки, обеспечивающие полноценность питания, имеют в современных условиях особенно большое значение. Обработка кормов химическими консервантами проводится для более длительного их хра- нения и сохранения питательных веществ. Увеличение рекомендуемых норм удобрений, неравномерное распределение их по полю, несоблюдение оптимальных сроков и спосо- 223 бов внесения приводят к проникновению нитратов, сульфатов и хлори- дов в грунтовые воды и повышению их содержанию в питьевой воде, что особенно вредно для людей и животных. Применение в большом количестве минеральных удобрений может снизить биологическую полноценность пищи и кормов, привести к нежелательным изменениям соотношения зольных элементов и состава органических компонентов. В процессе роста и развития растения большая часть попадаю- щих в него азотсодержащих соединений используется для синтеза бел- ков и некоторых других составных элементов. Однако некоторая часть азотных соединений накапливается в виде солей азотной кислоты – нит- ратов. Употребление животными и человеком питьевой воды с наличи- ем нитратов больше допустимых норм приводит к тяжелым заболевани- ям, а продуктов растительного происхождения, содержащих повышен- ное их количество, может вызвать отравления. В организме человека и животных под влиянием кишечной мик- рофлоры нитраты восстанавливаются в нитриты, которые приводят к образованию в организме метгемоглобина. Особенно чувствительны к нитратам дети, молодняк животных. Опасность применения пестицидов обусловлена их токсично- стью для человека и фауны, а в некоторых случаях и для растений, кро- ме того, способностью вызывать побочные эффекты и отдаленные по- следствия. В настоящее время в США гербицидами обрабатывают до 90% посевных площадей. В ФРГ к выращиванию сельхозпродукции без при- менения химических средств прибегают мелкие фермеры, продукция которых в объемах поставок составляет всего 0,1%. Следует отметить и мнимую безопасность продукции, выращен- ной без применения химических средств. Нередко в ней обнаруживают- ся токсины, выделяемые фитопатогенами, что является не меньшей опасностью для здоровья человека, как и сверхнормативные остатки химикатов в продуктах. Пестициды могут привести к последствиям, результаты которых следует рассматривать с точки зрения здоровья человека и окружающей среды: злоупотребление или небрежность (некоторые случаи, связанные с хранением и ликвидацией остатков пестицидов), появление остатков пестицидов в пищевых продуктах, накопление в почве, воде, в тканях животных и человека, сокращение численности диких животных и птиц, уничтожение или повреждение флоры и фауны, токсичность по отноше- 224 нию к человеку и животным. Загрязненность продуктов питания и окружающей среды в эко- номически развитых странах уменьшается и не превышает предельно допустимого уровня. В нашей стране загрязнение продуктов питания и окружающей среды обусловлено неграмотным применением и хранени- ем пестицидов в пищевых продуктах и окружающей среде, необходимо резко повысить квалификацию и дисциплину специалистов по защите растений и разрешать применение пестицидов только лицам, прошед- шим специальную подготовку. Создание службы защиты растений в хозяйствах имеет не только экономическое, но и экологическое и соци- альное значение. Сейчас особенно необходим экологический подход к защите растений, который позволил бы от традиционной, чисто «истребитель- ной» стратегии защиты растений, не учитывающей законы природы, перейти при защите растений к принципу управления агроэкосистема- ми. Защита растений от вредителей, болезней и сорняков должна быть только интегрированной. Интегрированная защита растений основыва- ется на понимании того, что мероприятие одновременно с ее высокой эффективностью должна быть экологически современной, не допус- кающей загрязнения биосферы пестицидами, обеспечивающей высокое качество сельскохозяйственной продукции, охрану здоровья людей, снижение материальных и энергетических затрат. Суть интегрирован- ной защиты растений заключается в системном использовании факторов самозащиты растений и агробиоценоза, и только в необходимых случаях – в применении специальных защитных мер. Химический метод защиты растений – средство регулирования численности вредных организмов, удерживающий их на хозяйственно неощутимом уровне. При повышении численности вредителей не более чем в три раза оказывается достаточной техническая эффективность 50- 60%-ной концентрации раствора пестицидов, при этом максимальная норма расхода препарата может быть снижена на 25-50%. В реальной обстановке такая численность вредителей является преобладающей, но она обычно не принимается во внимание и расход пестицидов не уменьшается, что вызывает значительный экономический и экологиче- ский ущерб. Остатки нитратов и пестицидов в продуктах животноводства об- наруживаются и отрицательно влияют на качество продукции при скармливании животным загрязненных кормов и, в меньшей степени, в воде и воздухе. 225 Экологическая ситуация в Республике Беларусь в услови- ях интенсивной мелиорации земель. Беларусь среди стран СНГ выделяется большим удельным ве- сом болот. Более 40% земельного фонда республики (7,6 млн. га) не могло эффективно использоваться в сельскохозяйственном производст- ве из-за переувлажненности, мелкоконтурности, завалуненности, закус- таренности, низкого плодородия почв и т.д. Земельный фонд республики по состоянию на сегодняшний день составляет 20759,6 тыс. га из него сельскохозяйственные земли – 6230,1 тыс. га (45%), лесные и прочие лесопокрытые земли – 40,1%, земли, находящиеся под болотами – 1,6%, под водой – 2,2%, дорогами и прогонами, улицами, площадями и другими местами общего пользова- ния, постройками и дворами – 4,0%. Площадь лесных и прочих лесопокрытых земель за последние 5 лет увеличилась на 48,3 тыс. га за счет перевода в эту категорию кус- тарником и мелколесьем бывших сельскохозяйственных земель, а также посадок леса на песчаных и прочих неиспользуемых в сельском хозяй- стве землях. В перспективе сохранится тенденция увеличения площади земель, находящихся под водой, в основном за счет рекультивации тор- фяников, на которых после выработки торфа создаются водохранилища. Под дорогами и прогонами площадь земель с 1990 по 1995 г. возросла на 23,3 тыс. га за счет передачи придорожных полос, строительства но- вых и реконструкции действующих автомобильных дорог. В перспекти- ве ожидается увеличение этой площади за счет отчуждения земель в процессе создания коммуникационного коридора Берлин-Москва. Пахотные земли республики в различной степени завалунены (9,7%). Эродированные и эрозионно-опасные земли занимают 2322,8 тыс. га. Ежегодно в результате водной эрозии со склоновых земель смы- вается до 15 т плодородного слоя почвы с 1 га. Около 2 млн. га пахот- ных земель и 0,7 млн. га сенокосов и пастбищ характеризуются повы- шенной кислотностью и нуждаются в дополнительном известковании. Вследствие разработки месторождений торфа и других полезных иско- паемых, строительства дорог, нефтегазопроводов и иных объектов про- мышленного характера требуют восстановления более 60 тыс. га нару- шенных земель. В настоящее время имеется 3025 тыс. га осушенных и 115 тыс. га орошаемых земель. В последние годы заметно снизились объемы ме- лиоративных работ. 226 Более 2/3 мелиоративного фонда республики (4,5 млн. га) пе- редано под сельскохозяйственные угодья, на площади 6 млн. га прове- дены культуротехнические и агромелиоративные работы. В республике произошло существенное перемещение сельско- хозяйственного производства на осушенные земли, которые во многих областях и районах играют основную роль. Мелиоративные мероприя- тия частично компенсируют выбытие угодий из сельскохозяйственного оборота. Это особенно важно на данном этапе, когда в результате Чер- нобыльской катастрофы обширные площади земель сельскохозяйствен- ного значения оказались загрязненными радионуклидами. Биоклиматический потенциал республики позволяет получать на мелиорированных землях республики 10-12 т/га кормовых единиц. Фактическое состояние мелиоративного земледелия позволяет получать 6-8 т/га кормовых единиц. В целом по республике к началу 90-х годов на всей площади осушенных сельскохозяйственных угодий получено по 3,3 т/га, а на пашне – 4,5 т/га кормовых единиц. Проблема обеспечения населения республики продуктами пи- тания решается главным образом путем повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий и вовлечения новых земель в сельскохо- зяйственный оборот. Оба эти направления осуществляются с помощью мелиорации. Расширение площадей сельскохозяйственных угодий, особен- но пахотных, базируется на так называемом мелиоративном фонде – группе земель сельскохозяйственного пользования, обладающих низкой продуктивностью. Мелиорация – это комплекс мероприятий по коренному улуч- шению земли и изменению неблагоприятных для земледелия природных факторов в целях сохранения и повышения плодородия почвы. В зависимости от задач мелиорация подразделяется на сле- дующие виды: 1) сельскохозяйственная гидрологическая мелиорация – направ- лена на регулирование водного, воздушного, теплового режимов почв (осушительные и оросительные мелиорации); 2) лесная мелиорация – система мероприятий, направленных на улучшение почвенных, климатических, гидрологических условий вы- ращивания сельскохозяйственных культур с помощью защитных лесных насаждений. Лесные насаждения способствуют улучшению микрокли- мата, снегораспределения, преодолению эрозии, улучшению водного режима. 227 Для борьбы с водной эрозией лесные насаждения стали приме- нять сравнительно недавно. Противоэрозионное их действие объясняет- ся более высокой водопроницаемостью почв под лесом, чем в поле; 3) противоэрозионная мелиорация – система мероприятий по регулированию почвенного стока воды, снижению скорости ветра, за- щите почв от водной, ветровой эрозий. К их числу относятся контурная обработка почвы, почвоуглубление, глубокое рыхление, окучивание, прерывистое бороздование, лункование, гребнистая вспашка, кротова- ние, мульчирование, залужение ложбин и промоин. Если для предотвращения эрозии почв недостаточно организаци- онно-хозяйственных мер, применяют гидротехнические. Противоэрози- онные гидротехнические сооружения устраивают перед вершинами, в вершинах оврагов, по их дну, по берегам рек и т.д. Так, закрепление дна оврагов осуществляется посредством различных запруд, а для задержа- ния поверхностного стока устраивают валы-террасы перед вершинами оврагов; 4) культуртехническая мелиорация – создание условий для высо- копроизводительного использования сельскохозяйственной техники на полях, окультуривание почвы путем очистки от камней, пней, кочек, планировки поверхности; 5) химическая мелиорация – известкование кислых почв, гипсо- вание засоленных почв. В условиях интенсивного земледелия при ис- пользовании большого количества удобрений, особенно азотных, и при возросшем выносе кальция происходит подкисление почв. На части кислых почв с низкой обеспеченностью фосфором це- лесообразно применение фосфоритной муки, мелкозалежных месторож- дений фосфоритов, отходов промышленности и тепловых электростан- ций; 7) песчаная мелиорация – система мероприятий по закреплению песков и повышению их плодородия. Она включает, помимо орошения и осушения, агролесомелиорацию, агрохимическую и биологическую мелиорации. Комплексное сельскохозяйственное освоение песков воз- можно лишь при правильном ведении севооборотов, осуществлении системы полезащитных полос, современной агротехнике. Каждый вид мелиорации выполняет целевую задачу и осуще- ствляется на землях определенного мелиоративного фонда. Например, осушительная мелиорация – на переувлажненных, заболоченных зем- лях, оросительная – на почвах, где есть недостаток влаги. Вместе с тем мелиорация земель позволяет привести в соот- 228 ветствие требования сельскохозяйственных культур к почвенно- климатическим условиям. Благодаря мелиорации, стало возможным продвижение сельскохозяйственных культур в новые районы. Применяя комплекс мелиоративных мероприятий человек превращает ранее бес- плодные и низкоплодородные земли в высокопродуктивные. Необходимость проведения мелиорации определяется при- родно-климатическими условиями и уровнем развития общественного производства. По мере роста населения и увеличения потребности об- щества в продуктах питания и промышленности в сырье мелиорация становится все нужнее. При этом и характер необходимых мелиоратив- ных мероприятий меняется в соответствии с потребностями обществен- ного производства. Например, территория Беларуси не характеризуется сильной засушливостью, поэтому до последнего времени здесь в основ- ном применялись осушительные системы. Таким образом, за последние 10 лет удалось провести мелиорацию на площади свыше 3 млн. га зе- мель, из них 2,9 млн. га составляют осушительные мелиорации. Однако потребность в увеличении объема и повышении устойчивости сельско- хозяйственного производства (прежде всего необходимость создания устойчивой кормовой базы и обеспечение продуктами питания возрос- шего городского населения) привела к тому, что в условиях республики в настоящее время строятся оросительные системы, на переувлажнен- ных землях – осушительно-увлажненные и осушительно-оросительные. Более трети территории нашей республики представлено бо- лотами и переувлажненными землями, естественное плодородие кото- рых уступает старопахотным угодьям. Особенно сложные условия для сельскохозяйственного земледелия в зоне Полесья и Витебской области в связи с высокой заболоченностью и мелкоконтурностью территории. Из-за мелиоративной неустроенности земель в республике почти еже- годно теряется до 35% продукции растениеводства. Поэтому широко- масштабная мелиорация земель в нашей республике стала важнейшим фактором интенсификации всех отраслей сельскохозяйственного произ- водства. Мелиорация оказывает большое влияние на микроклимат, почву, растительность и весь природный комплекс территории, в том числе на водный режим прилегающих территорий, водоснабжение насе- ленных пунктов, растительный и животный мир этих территорий, сток и т.д. В связи с этим в последнее время появились мнения об отрицатель- ном влиянии мелиорации земель на окружающую среду, ставящие под сомнение проведение в широких масштабах этого мероприятия. 229 Природа изменяется, а тем более там, где вмешивается чело- век. Бесспорно и то, что влияние мелиорации на окружающую среду может быть положительным или отрицательным. Более того, отрица- тельное и положительное воздействие чаще всего проявляется одновре- менно в приложении к различным объектам природы. В процессе осушения переувлажненных и торфяно-болотных почв изменение водного режима приводит к изменению теплового ре- жима территории. Осушительная мелиорация в регионе, где три четвер- ти земель сельскохозяйственного назначения переувлажнены, была не- избежной для развития сельского хозяйства и защита населения от час- тых разрушительных паводков. В настоящее время Полесье производит почти половину валовой продукции сельского хозяйства республики. Однако мелиоративные работы, особенно в начальной их ста- дии в 70-е годы, проводились без учета экологических условий и требо- ваний охраны природных комплексов. Осушение более миллиона гекта- ров полесских болот оказало иссушающее воздействие на почвы и при- вело к учащению атмосферных засух, а также поздневесенних и ранне- весенних заморозков. Это сильно усложняет ведение сельского хозяйст- ва, хотя именно с этой целью и осушились обширные болотные условия. Изменение температурного режима торфяных почв обусловлено тем, что с понижением влажности и плотности торфа резко изменяется соот- ношение между его твердой, жидкой и газообразной фазами. Вместо больших расходов тепла на испарение оно расходуется на прогревание почвы. Этому способствует то, что удельная теплопро- водность осушенной почвы меньше, чем неосушаемой. Большое нагре- вание поверхности осушаемой почвы обусловливает увеличение пото- ков тепла в атмосферу. От поверхности нагретой почвы нагревается приземный слой воздуха. Таким образом, изменяется микроклимат и местный климат осушаемой почвы, нижнего слоя атмосферы. Тепловые свойства торфа увеличивают вероятность заморозков, их интенсивность и продолжительность. Так, на осушенных и освоенных болотах замо- розки на 3-4 0 ниже, чем на неосушенных. Осушительный мелиорацией регулируется водный режим почвогрунтов, что обеспечивается регулированием поверхностного и внутригрунтового стоков, уровнем грунтовых вод. Осушительные мелиорации обеспечивают регулирование вод- ного режима территории следующими методами: 1) регулирование поверхностного стока с помощью открытых каналов и дренажа; 230 2) регулирование стока и притока грунтовых вод закрытым или открытым дренажем, регулирование притока грунтовых вод сверху – ловчими каналами или дренами, снизу – береговыми дренами. В результате осушительной мелиорации поддерживается за- данная влажность почвы и ее аэрация. Негативными последствиями осушительной мелиорации яв- ляются: 1) возрастание в 2,5-5 раз густоты гидрографической сети; 2) возрастание в 1,5-2 раза минимальных и суточных расходов воды на сток; 3) строительство дренажа вызывает снижение уровней грунтовых вод на прилегающей территории. В зависимости от гидрологических условий оно может происходить от 1,0-1,2 м у границы осушаемого уча- стка до 5-10 м на расстоянии до 3 км от него; 4) на осушенных землях в сухие годы наблюдается падение уро- жаев из-за падения уровней грунтовых вод. Поэтому целесообразно вер- нуть сбрасываемую воду полям, для чего необходимо строить водохра- нилища для повторного использования воды. Мелиоративные мероприятия, создавая благоприятные усло- вия для выращивания культурных растений, могут отрицательно влиять на естественную растительность, вызывая изреживание лесов на приле- гающих к объекту территориях, исчезновение ягодников, дикорастущих лекарственных растений, перерождение растительных сообществ. |