Экологические последствия химизации сельскохозяйственного производства

Ø Приспособляемость  и развитие устойчивости вредителей к применяемым препаратам.

Ø Восстановление и  вторичные вспышки численности  вредителей, повышение их агрессивности.

Ø Рост затрат на применение в возрастающих дозах все новых  и более дорогих пестицидов.

Ø Отрицательное  воздействие на природную среду  и здоровье человека.

В начале 1970-х годов  применение ДДТ в большинстве  развитых стран было запрещено. На смену  ему пришли менее токсичные препараты, быстрее разрушающиеся в окружающей среде. Спустя более полувека с начала применения пестицидов следует признать, что беспрецедентная химическая война с вредителями сельского  хозяйства практически полностью  проиграна. Несмотря на многомиллиардные затраты на производство и применение пестицидов, потери урожая от вредителей не уменьшились. Насекомые приспосабливаются к ядам гораздо быстрее, чем у исходных форм. Уже не существует эффективных средств против таких вредителей, как колорадский жук, совка, капустная моль. В итоге люди не сумели надежно защитить растения, не смогли полностью уничтожить ни одного вида вредоносных организмов, зато существенно увеличили загрязнение почв и биосферы в целом.

Ставшая уже классической история ДДТ наглядно иллюстрирует угрозу химизации сельского хозяйства. Пестициды постепенно накапливаются  в почве и воде, а затем по пищевым цепям переходят в  растения, в животных и организм человека. Хотя ДДТ уже много лет  снят с производства и повсеместно  запрещен к применению, в природной  среде циркулируют около миллиона тонн этого ядовитого вещества. Его  обнаруживают в воде и воздухе, в  организмах животных и человека, даже в тех районах земного шара, где никогда не проводились химические обработки растений. Применение ДДТ  и его аналогов имело множество  серьезных экологических последствий. В результате загрязнения почвы  и заражения биосферы гибнут целые  популяции полезных насекомых, рыб, птиц и других животных. По данным ВОЗ, отравление пестицидами каждый год  поражает в мире до двух миллионов  человек и уносит до 40 тыс. человеческих жизней.

Экологические последствия применения пестицидов

Достаточно отметить, что только около 1% вносимых в среду  ядов имеет непосредственный контакт  с теми видами организмов, против которых  они применяются. Остальная их масса  попадает в различные звенья среды  и небезразлична для их обитателей. Экологическая вредность пестицидов зависит в основном от их ядовитости, продолжительности жизни, способности  избирательно действовать на отдельные  организмы и трансформаций в  среде.

Имеются данные, что  печально известный ДДТ под действием  ультрафиолетового излучения превращается в другой стойкий и ядовитый углеводород  – полихлорированный бифенил (ПХБ). Последний, как и сам ДДТ, имеет значительный срок жизни, накапливается в цепях питания, поражает репродуктивные и другие структуры.

Пестициды хотя и  обладают избирательным действием  на организмы, но эта избирательность  относительна. Практически нет пестицидов, которые в той или иной мере не поражали другие организмы, особенно близкие в систематическом отношении. Тем более что очень часто  концентрация пестицидов в цепях  питания увеличивается в силу биоаккумулирующего эффекта.

Парадоксальный  результат использование пестицидов появляется и в том, что увеличение объемов их применения не избавляет  от потерь продукции. Сохраняет свой смысл выражение «человек получает от сельского хозяйства лишь то, что ему соизволили оставить вредители».

Сказанное, однако, не значит, что надо либо полностью  отказаться от пестицидов, либо постоянно  увеличивать объемы их применения.

Пестициды, причиняющие  минимальный вред среде и экосистемам (например, с коротким сроком жизни), целесообразно применять только в тех случаях, когда другие методы не позволяют достичь поставленной цели. Например, для снятия «вспышек численности» нежелательных видов. В других случаях надо использовать более мягкие методы. Их обычно называют «безпестицидные технологии», «биотехнологии», «биологические меры борьбы с вредителями» и т. п.

Новая стратегия  защиты сельскохозяйственных культур  должна, по-видимому, исходить не из идеи уничтожения неугодных нам форм жизни, а из идеи контролируемого  сосуществования с ними и сдерживания  численности агрессивных видов, что предполагает сохранение биоразнообразия и все более широкое применение биологических способов борьбы с вредителями.

Минеральные удобрения

Минеральные удобрения  – неизбежное следствие интенсивного земледелия. Имеются расчеты, что  для достижения желаемого эффекта  от применения минеральных удобрений  мировое потребление их должно составить  около 90 кг/год на человека. Суммарное  производство удобрений в этом случае достигает 450 -500 млн.т/год. В настоящее время мировое производство минудобрений равно 200 – 220 млн.т/год или 35 -40 кг/год на чел.

Применение удобрений  можно рассматривать как одно из проявлений закона увеличения вложения энергии в единицу производимой сельскохозяйственной продукции. Это  значит, что для получения одной  и той же прибавки урожая требуется  все большее количество минеральных  удобрений. Так на начальных этапах применения удобрений прибавку 1 т  зерна с га обеспечивает внесение 180-200 кг азотных туков. Следующая дополнительная тонна зерна связана с дозой удобрений в 2 – 3 раза большей.

Экологические последствия  применения минеральных удобрений  целесообразно рассматривать, по крайней  мере, с трех точек зрения:

1. Местное влияние  удобрений на экосистемы и  почвы, в которые они вносятся;

2. Запредельное  влияние на другие экосистемы  и их звенья, прежде всего на  водную среду и атмосферу;

3. Влияние на  качество продукции, получаемой  с удобренных почв, и здоровье  людей.

Влияние минеральных  удобрений на почвы

В почве как системе  происходят такие изменения, которые  ведут к потере плодородия: повышается кислотность, изменяется видовой состав почвенных организмов, нарушается круговорот веществ, разрушается структура, ухудшающая другие свойства.

Имеются данные (Минеев, 1964), что следствием увеличения кислотности  почв при применении удобрений (прежде всего кислых азотных) является повышенное вымывание из них кальция и  магния. Для нейтрализации данного  явления приходится вносить в  почву эти элементы.

Фосфорные удобрения  не обладают столь выраженным подкисляющим эффектом, как азотные, но они могут  вызывать цинковое голодание растений и накопление стронция в получаемой продукции.

Многие удобрения  содержат посторонние примеси. В  частности, их внесение может повышать радиоактивный фон, вести к прогрессивному накоплению тяжелых металлов.

Основной способ уменьшить эти следствия –  умеренное и научно обоснованное применение удобрений (оптимальные  дозы, минимальное количество вредных  примесей, чередование с органическими  удобрениями и пр.). Следует также  помнить выражение, что «минеральные удобрения являются средством маскировки реальностей». Имеются, например, данные, что с продуктами эрозии почв выносится  больше минеральных веществ, чем  их вносится с удобрениями.

Влияние минеральных удобрений на атмосферный  воздух и воду

Влияние минеральных  удобрений на атмосферный воздух, как и воду, связано в основном с их азотными формами. Азот минеральных  удобрений поступает в воздух либо в свободном виде (в результате денитрификации), либо в виде летучих  соединений (например, в форме закиси N2O).

По современным представлениям, газообразные потери азота из азотных  удобрений составляют от 10 до 50% от его  внесения. Действенным средством  снижения газообразных потерь азота  является научно обоснованное их применение (внесение в корнеобрзную зону для быстрейшего поглощения растениями, использование веществ – ингибридов газообразных потерь, например нитропирина и др.).

Наиболее ощутимое влияние  на водные источники, кроме азотных, оказывают фосфорные удобрения. Вынос удобрений в водные источники сводится к минимуму при их правильном внесении. В частности, недопустимо разбрасывание удобрений по снеговому покрову, рассеивание их с летательных аппаратов вблизи водоемов, хранение под открытым небом и т. п.

Влияние минеральных удобрений  на качество продукции и здоровье людей

Минудобрения способны оказывать отрицательное воздействие как на растения, так и на качество растительной продукции, а также на организмы, ее потребляющие. Основные из таких воздействий представлены в таблицах 1, 2.

При высоких дозах азотных  удобрений увеличивается риск заболевании  растений. Имеет место чрезмерное накопление зеленой массы, и резко  возрастает вероятность полегания  растений.

Многие удобрения, особенно хлорсодержащие (хлористый аммоний, хлористый калий), отрицательно действуют  на животных и человека в основном через воду, куда поступает высвобождающийся хлор.

Отрицательное действие фосфорных  удобрений связано в основном с содержащимися в них фтором, тяжелыми металлами и радиоактивными элементами. Фтор при его концентрации в воде более 2мг/л может способствовать разрушению эмали зубов.

Таблица 1

Воздействие минеральных  удобрений на растения и качество растительной продукции (по разным источникам)

Виды удобрений	Влияние
	положительное	отрицательное
Азотные	Повышают содержание белка в зерне, улучшают хлебопекарные  качества зерна	При высоких дозах  или несвоевременных способах внесения – накопление в виде нитратов(особенно в овощах), буйный рост в ущерб устойчивости, повышенная заболеваемость, особенно грибными болезнями. Хлористый аммоний способствует накоплению хлора. Основные накопители нитратов – овощи, кукуруза, овес, табак.
Фосфорные	Снижают отрицательные  воздействия азота, улучшают качество продукции, способствуют повышению  устойчивости растений к болезням	При высоких дозах  возможны токсикозы растений. Действуют  в основном через содержащиеся в  них тяжелые металлы (кадмий, мышьяк, селен), радиоактивные элементы и  фтор. Основные накопители – петрушка, лук, щавель.
Калийные	Аналогично фосфорным	В основном через  накопление хлора при внесении хлористого калия. При избытке калия –  токсикозы. Основные накопители калия  – картофель, виноград, гречиха, овощи  закрытого грунта.

Таблица 2

Воздействие минеральных  удобрений на животных и человека (по разным источникам)

Виды удобрений	Основные воздействия
Азотные (нитратные  формы)	Нитраты (ПДК для  воды 10 мг/л, для пищевых продуктов – 500 мг/день на человека) восстанавливаются в организме до нитритов, вызывающих нарушение обмена веществ, отравления, ухудшение иммунологического статуса, метгемоглобинию (кислородное голодание тканей). При взаимодействии с аминами (в желудке) образуют нитрозамины – опаснейшие канцерогены. У детей могут вызывать тахикардию, цианоз, потерю ресниц, разрыв альвеол. В животноводстве: авитаминозы уменьшение продуктивности, накопления мочевины в молоке, повышение заболеваемости, снижение плодовитости.
Фосфорные (суперфосфат  и содержащийся в нем фтор, кадмий и др. тяжелые металлы)	В основном через  фтор. Избыток его в питьевой воде (более 2мг/л) вызывает повреждение эмали  зубов у человека, потерю эластичности кровеносных сосудов. При содержании более 8мг/л – остеохондрозные явления.
Хлорсодержащие  удобрения (хлористый калий, хлористый  аммоний)	Потребление воды с  содержанием хлора более 50 мг/л  вызывает отравления (токсикозы) человека и животных.

Заключение

От почвы и ее плодородия зависит жизнь людей. Почву считают  великой лабораторией, арсеналом, доставляющим средства производства, предмет труда, место для поселения людей. Поэтому  о почве необходимо заботиться всегда, чтобы выполнить свой долг – оставить ее улучшенной последующим поколениям.

Обрабатываемые земли  – результат сложных естественных процессов и труда многих поколений  людей. Поэтому качество почв во многом зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия. Вместе с урожаем человек изымает из почвы значительное количество минеральных и органических веществ, тем самым объединяя ее. Так, при урожае картофеля в 136 ц/га почва теряет 48,4 кг азота, 19 кг фосфора и 86 кг калия . Поэтому необходимо систематически пополнять запасы этих элементов в почве внесением удобрений. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека.

Таким образом, в одних  случаях воздействие человека на почвы приводит повышению их плодородия, в других – к ухудшению, деградации и гибели. К особо опасным последствиям влияния человека на почвы следует  отнести ускоренную эрозию, загрязнение  чужеродными химическими веществами, засоление, заболачивание, изъятие  почв под различные сооружения (транспортные магистрали, водохранилища и др.). Ущерб, наносимый почвам в результате нерационального использования  земель, принял угрожающий характер. Уменьшение площадей плодородных почв происходит во много раз быстрее, чем их образование. Особенно опасна для них ускорения  эрозия.

Список используемой литературы

1. Константинов В. М.  Охрана природы. – М.: Издательский  центр «Академия»,2000.

2. Воронков Н. А. Экология  общая, социальная, прикладнаяю. – М.:Агар, 2000.

3. Боков В. А. и др. Геоэкология. – Симферополь: Таврия, 1996.

4. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. Человек – Экономика – Биота –