Сельское хозяйство экология

Сельское хозяйство экология

Российский Университет Дружбы Народов

Экологический факультет

Реферат по отраслевой экологии

на тему

Сельское хозяйство как источник химического загрязнения биосферы

Руководитель:

Смольянинов Н.Г.

Выполнила

студентка гр.

ОСМ-202

Кукольщикова С.Б.

Москва

2000

Содержание

Минеральные и органические удобрения. 3

Пестициды. 7

Использование земельных ресурсов, их деградация 8

Экологизация сельского хозяйства 9

Экологизация АПК и развитие производственно-сбытовой сферы 10

Сокращение использования природных ресурсов в АПК 11

Литература 14

Минеральные и органические удобрения.

Продуктивность современного сельского хозяйства в значительной степени

зависит от использования минеральных и органических удобрений. По оценке

американских ученых, удельный вес минеральных удобрений в системе мер

повышения урожаев достигает 41%, по данным немецких специалистов — 50, а по

мнению французских исследователей—даже 50—70%. Мировое производство туков

составляет в наши дни 120 млн. т в год.

В нашей стране производство минеральных удобрений в середине XX в.

стало значительно расширяться. О росте применения удобрений и их роли в

повышении урожайности сельскохозяйственных культур свидетельствует и

зарубежный опыт. Необходимость применения минеральных удобрений

одновременно с повышением урожайности вызывает загрязнение почв и

поверхностных вод биогенными элементами и балластными веществами. Например,

при внесении в почву калийного удобрения хлорида калия КС1 вместе с

необходимым для растений калием вносится не только бесполезный, но и

вредный хлор; при мелиорации солонцовых почв фосфогипсом в почву попадает

некоторое количество стронция.

Если балластные соединения хорошо растворимы, они вымываются из почвы и

поступают в поверхностные и подземные воды, загрязняя их. Если они

малорастворимы, то аккумулируются в почве и при достижении определенной

концентрации поступают в растения и далее по трофическим цепям в организмы

животных и человека. Иногда содержание балластных веществ может достигать

токсичных уровней и стать причиной нарушений здоровья человека. Токсичного

уровня может достичь и содержание в почве биогенных элементов, чаще всего

азота в форме нитратов, что уже неоднократно служило причиной отравления

сельскохозяйственными продуктами.

Таблица 1. Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству и внесение ex

под основные сельскохозяйственные культуры (по Панникову и Минееву)

|Показатели |В среднем за годы |

| |1970-1975 |1976— 1980 |

| Поставка минеральных удобрений: | | |

| всего, тыс. т |14034 |18064 |

| питательных веществ на 1 га пашни, |62,1 |80,90 |

|кг | | |

|Внесено под сельскохозяйственные | | |

|культуры, кг/га: | | |

| зерновые |38 |61 |

| в том числе под пшеницу |34 |39 |

| сахарную свеклу |305 |460 |

| хлопчатник |365 |409 |

| картофель |221 |272 |

| Урожайность сельскохозяйственных | | |

|куль- тур, кг/га: | | |

| зерновых |14,7 |16,0 |

| пшеницы |14,5 |16,4 |

| озимой пшеницы |22,5 |24,7 |

| хлопчатника |27,3 |29,3 |

|сахарной свеклы |217 |237 |

| картофеля |113 |117 |

Таблица 2. Применение минеральных удобрений, кг-га-1 пашни и многолетних

насаждений, и урожайность важнейших сельскохозяйственных культур, ц/га-1, в

некоторых индустриально развитых странах (по Панникову и Минееву)

|Страна |Показатели |Годы |

| | |1961— |1966— |1971— |1976— |1981— |

| | |1965 |1970 |1975 |1980 |1962 |

|США |Внесено |53 |76 |94 |106 |107 |

| |удобрений | | | | | |

| |Урожай |28,1 |33,0 |35,6 |39,7 |43,5 |

| |зерновых |423 |394 |425 |447 |446 |

| |сахарной | | | | | |

| |свеклы - | | | | | |

|Канада |Внесено |12 |19 |25 |38 |45 |

| |удобрений | | | | | |

| |Урожай |10 |20,6 |20,5 |22,0 |24,3 |

| |зерновых |314 |314 |293 |360 |418 |

| |сахарной | | | | | |

| |свеклы | | | | | |

|Великобрита|Внесено |200 |240 |254 |290 |324 |

|ния |удобрений | | | | | |

| | | | | | | |

| |Урожай |34,4 |37,7 |38,3 |44,7 |51,7 |

| |зерновых | | | | | |

| |сахарной |360 |368 |336 |351 |386 |

| |свеклы | | | | | |

|ФРГ |Внесено |315 |345 |393 |430 |433 |

| |удобрений | | | | | |

| |Урожай: |30,5 |36,8 |37,2 |42,9 |46,5 |

| |зерновых |384 |443 |447 |468 |514 |

| |сахарной | | | | | |

| |свеклы | | | | | |

|Франция |Внесено |142 |195 |205 |290 |360 |

| |удобрений | | | | | |

| |Урожай: |26,1 |35,3 |28,1 |43,9 |47,7 |

| |зерновых |382 |427 |431 |461 |487 |

| |сахарной | | | | | |

| |свеклы | | | | | |

|Болгария |Внесено |53 |140 |148 |173 |221 |

| |удобрений | | | | | |

| |Урожай: |19,2 |25,0 |32.7 |35,5 |40,6 |

| |зерновых | | | | | |

| |сахарной |182 |210 |236 |249 |257 |

| |свеклы | | | | | |

|Венгрия |Внесено |56 |97 |198 |278 |267 |

| |удобрений | | | | | |

| |Урожай: |20,5 |26,0 |35.1 |42.8 |47,0 |

| |зерновых | | | | | |

| |сахарной |246 |280 |330 |336 |446 |

| |свеклы | | | | | |

Основной причиной загрязнения биосферы являются грубые нарушения научно

обоснованной технологии их транспортировки, хранения и внесения в почву.

Чаще всего биогенные элементы, содержащиеся в удобрениях, поступают в

окружающую среду:

1) при транспортировке от завода до поля;

2) за счет смыва удобрений с поверхности полей в реки, озера, моря и

вымывания по профилю почвы до грунтовых вод;

3) в процессе водной и ветровой эрозии почвы;

4) за счет аккумуляции избыточного количества удобрений в почвенном

профиле при передозировке или неравномерном внесении и бесконтрольном

использовании в качестве минеральных удобрений отходов различных

отраслей промышленности.

В практике земледелия бесполезно теряется до 30 — 50% всех вносимых

минеральных удобрений. Из 23 млн. т азота удобрений, вносимых в пахотные

земли в нашей стране, только 12 млн. т выносится с урожаем; остальное

утрачивается, уходя в атмосферу за счет процессов денитрификации (7—8 млн.

т), или смывается и поступает в поверхностные и подземные природные воды

(до 2 млн. т). Выделение оксидов азота в атмосферу влечет за собой не

только экономические потери, но и грозит нарушением озонового экрана

планеты. В наши дни возникла угроза локального и регионального повышения

содержания соединений азота до уровня, токсичного для человека. Данные по

балансу азота, полученные с помощью изотопа N, свидетельствуют о том, что

в полевых условиях растениями усваивается лишь около 40%, в отдельных

случаях — 60 — 70% действующего вещества азотных удобрений; 18 — 33% азота

иммобилизуется в почве, а 10 — 30% его улетучивается в виде различных

газообразных соединений. Потери азота зависят от дозы вносимых удобрений и

соотношения содержания N с другими питательными элементами, сроков и

способов внесения, формы азотных удобрений и особенностей технологии их

применения, а также от почвенно-климатических условий местности. Сельское

хозяйство является основным источником поступления в биосферу соединений

фосфора.

Структура и ассортимент фосфатов постоянно изменяются в зависимости от

требований сельского хозяйства. В общем объеме выпуска фосфорных удобрений

постоянно возрастает доля концентрированных и комплексных форм.

От других биогенных элементов фосфор отличается практическим

отсутствием газообразных соединений и тем, что большинство фосфатов плохо

растворимы. Тем не менее большое количество соединений фосфора ежегодно

поступает в природные воды вследствие смыва фосфорных удобрений с полей под

воздействием орошения и эрозионных процессов; за счет возрастания

производства различных фосфорсодержащих препаратов (ядохимикатов,

детергентов и т. п.), используемых в сельском хозяйстве, быту,

промышленности; вследствие вовлечения в биогеохимический круговорот

фосфора, входящего в состав горных пород — фосфоритов и апатитов.

По мнению Ковды (1985), 14—17 млн. т фосфора ежегодно поступает с

континентов планеты в Мировой океан с тенденцией к возрастанию. Постоянная

миграция вызывает эвтрофикацию водоемов суши. Подсчитано, что только за

счет поверхностного смыва с каждого гектара пашни ежегодно уносится до 10

кг фосфора. Наряду с удобрениями источником фосфорного загрязнения почв и

вод являются фосфорсодержащие пестициды.

Кроме азотных и фосфорных в современном земледелии используется широкий

ассортимент калийных удобрений, поставки которых достигают 12 млн. т в год.

Калий играет важную и многообразную роль в жизнедеятельности растений,

однако большинство калийных удобрений содержит балластные вещества, не

только загрязняющие почву, но и в определенных количествах вредные для

растений. Так, сильвинит (nКС1+nNaCl), каинит (КС1*MgS04*ЗН20), карналлит

(KCI*MgCb*6Н20) содержат хлор и натрий в больших количествах, токсичны для

растений, причем доля натрия и хлора составляет 75—80 и 50% соответственно.

С фосфорными удобрениями в почву поступает также фтор.

Наряду с минеральными удобрениями в сельском хозяйстве широко

используются органические, способствующие не только формированию высоких

урожаев возделываемых культур, но и сохранению и повышению почвенного

плодородия. Анализ структуры органических удобрений в нашей стране

показывает, что основное место в ней принадлежит отходам животноводства.

Для содержания животных нередко строятся крупные комплексы по откорму

свиней, крупного рогатого скота, птицы. Скопление большого числа животных и

птицы на сравнительно малых площадях, в свою очередь, приводит к

производству больших масс навоза и птичьего помета, смешанных с

подстилочными материалами или разбавленных водой, использующейся для смыва

и удаления экскрементов.

Количество экскрементов, их химический состав, уровень разбавления

зависят от вида, породы, числа животных, режима их кормления, технического

состояния оборудования и качества их обслуживания. В среднем из комплекса

по выращиваню коров (3 тыс. голов) ежедневно удаляется 210 — 215 м смеси

экскрементов и сточной воды, из комплекса по откорму крупного рогатого

скота (10 тыс. голов) — 450 — 675 м, а суточный выход экскрементов и

сточных вод из комплекса по откорму свиней производительностью 150 тыс.

голов достигает 2000 — 4000 м3. С учетом потерь сточных вод в трубах и

накопителях эти величины можно считать на 20 — 25% выше.

Благодаря высокому содержанию сравнительно легкоразлагаемого

органического вещества, сбалансированному содержанию важнейших биогенных

элементов (NPK) и необходимых растениям микроэлементов навоз и птичий помет

издавна считаются ценными удобрениями. Во многих странах с высококультурным

земледелием рациональное использование отходов животноводства позволяет

существенно снизить производство и применение минеральных удобрений. Так,

например в Англии отходы животноводства обеспечивают всю пахотную площадь

страны азотом из расчета 75 кг*га-1 , фосфором (Р205) — 25 кг*га-1, калием

(К20) — 75 кг*га-1, что позволяет выпускать меньше минеральных удобрений;

одновременно решается проблема утилизации отходов животноводства и защиты

окружающей среды от загрязнения экскрементами животных и птиц.

Однако при неграмотном использовании в качестве удобрений отходов

животноводства и птицеводства происходит загрязнение почвы и

сельскохозяйственных растений патогенными микроорганизмами и семенами

сорных трав, перенасыщение питательными веществами пахотного слоя

удобряемых угодий. С поверхностными стоками биогенные элементы и патогены

поступают в водоемы, стимулируя развитие сине-зеленых водорослей, снижая

содержание кислорода в воде, вызывая заморы рыбы.

Избыточное внесение экскрементов животных в почву ведет к увеличению

содержания в ней подвижного цинка и железа, иногда меди и магния, к

повышению содержания нитратов. В Румынии после девяти лет орошения сточными

водами свиноводческого комплекса в пахотном горизонте содержание нитратов

достигало 250 мг*кг-1 почвы и 100 мг*кг-1 на глубине 1 м, что существенно

превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК).

Применение больших количеств навоза на пастбищах также приводит к

появлению избыточного NO-3 в почвах и кормовых культурах, вызывая нарушения

обмена веществ у животных. Аналогичное действие вызывает силос с повышенным

содержанием нитратов. Продукция животноводства также может содержать

нитраты выше допустимых норм, если животных кормили подобными кормами.

Загрязнение биосферы при использовании отходов животноводства в

земледелии происходит из-за недостатков технологии их переработки и

внесения в почву.

К таким недостаткам можно отнести :

1) недостаток оборудования для использования в орошении

животноводческих стоков и жидкой фракции бесподстилочного навоза,

отсутствие трубопроводного транспорта, полевых навозохранилищ;

2) недостаточное использование подстилочных материалов (соломы и

торфа), несовершенство систем навозоудаления, что в 1,5— 2,0 раза снижает

выход органических удобрений и вызывает ежегодные потери десятков миллионов

тонн жидких органических компонентов навоза;

3) недостаточная оснащенность большинства хозяйств техникой для

компостирования, навозохранилищами и площадками для компостирования, что

снижает количество и качество компостов на базе навоза;

4) широкое использование свежего, неперепревшего навоза, повышающего

засоренность посевов и опасность загрязнения почв патогенами и гельминтами;

5) отсутствие совершенной техники для внесения органических удобрений,

недостаточное использование навозоразбрасывателей и, как следствие,

неравномерное внесение навоза и компостов;

6) при проектировании животноводческих комплексов нарушение соотношения

численности животных и удобряемой площади (2—3 условных головы крупного

рогатого скота на 1 га), что ведет к избыточному внесению навоза в

пахотные почвы и, как следствие, загрязнению окружающей среды.

Пестициды.

В современном земледелии широко используют;

различные виды пестицидов (от лат. pestis — зараза, caedo — убивать).

Пестициды—вещества, используемые при возделывании, уборке и хранении

продукции растениеводства для борьбы с вредителями, сорняками,

фитопатогенами и другими растительными, животными и микробиологическими

формами, вредными для растений. К пестицидам относят также регуляторы роста

растений — дефолианты, десикаторы и т. п.

В зависимости от характера использования пестициды подразделяют на

следующие группы:

гербициды — для борьбы с сорными растениями;

альгициды — для уничтожения водорослей и другой сорной растительности;

арборициды — для уничтожения нежелательной древесной и, кустарниковой

растительности;

фунгициды — для борьбы с грибковыми заболеваниями растений;

бактерициды — для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями;

инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми;

акарициды—для борьбы с клещами;

зооциды — для борьбы с грызунами;

лимациды — для борьбы с моллюсками;

нематоциды — для борьбы с круглыми червями;

афициды — для борьбы с тлей.

Высокая экономическая эффективность пестицидов способствует их

активному применению и расширению ассортимента используемых ядохимикатов.

Мировое производство пестицидов на 1982 г. превысило 2 млн. т в год, а

ассортимент пестицидных препаратов насчитывает более 100 тыс. наименований

на основе более чем 700 химических веществ, принадлежащих к различным

классам органических и неорганических соединений.

Пестициды, распыленные в воздухе при использовании самолетов,.

переносятся на огромные расстояния и с осадками выпадают не только на'

поверхность земли, но и на водную поверхность, нанося огромный вред всему

живому. Кроме того, в ряде случаев биоциды вносятся непосредственно в

водную среду для уничтожения обитающих там вредных насекомых, непромысловых

видов рыб, некоторых водных растений. Даже тщательная дозировка и контроль

при массовом применении пестицидов (например, при истреблении комаров)

оказываются недостаточными: гибнут птицы и мелкие животные, планктон и

бентос. Поэтому Мировой океан можно считать аккумулятором особо стойких

пестицидов. Так, для наиболее хорошо изученного из них — ДДТ — установлено,

что в гидросферу поступило более 25% общего количества использованного

препарата. Следовательно, использование долгоживущих пестицидов должно быть

ограничено или запрещено. Например, применение ДДТ уже запрещено.

Использование земельных ресурсов, их деградация

Земельный фонд России — один из крупнейших в мире и насчитывает 1710

млн га. Распределение и структура земельных угодий представлена в таблице .

Почти половину территории покрывают леса и древесно-кустарниковые

насаждения — 46 %. Пятая часть страны занята оленьими пастбищами. На

урбанизированные территории, где расположены города, поселки, дороги и пр.,

приходится всего 1% территории.

Таблица 3. Распределение и структура земельного фонда России

(на 1 января 1996 г.) (млн га)

|Вид земельных угодий |Площадь |В % к общей |

| | |площади |

Страницы: 1, 2