Экологические последствия интенсификации сельского хозяйства

     Известкование и внесение в дерново-подзолистые  почвы органических удобрений — важное условие уменьшения вредных для окружающей среды потерь питательных веществ. Снижение почвенной кислотности повышает эффективность удобрений в целом, а органические удобрения при этом существенно увеличивают водоудерживающую способность почвы и сорбционные свойства, что повышает ее плодородие, улучшает физико-химические свойства и обеспечивает более полное использование растениями питательных веществ, содержащихся в почве. 
 

Пестициды

      В современных условиях непрерывной интенсификации сельскохозяйственного производства для ежегодного выращивания высоких урожаев с продукцией хорошего качества довольно часто оказывается недостаточным то количество питательных веществ, которое поступает в растения из органического вещества и труднорастворимых минеральных соединений почвы в результате деятельности микроорганизмов и корневой системы растений.

      Пестициды — это химические или биологические  препараты, используемые для борьбы с вредителями и болезнями  растений, сорными растениями, вредителями  хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста, предуборочного удаления листьев (дефолианты), предуборочного подсушивания растений (десиканты).

     В настоящее время в зависимости  от назначения, химической природы  и патогенных свойств для теплокровных и человека принято несколько классификаций пестицидов: химическая, производственная, гигиеническая.

     По  химической структуре различают пестициды: хлорорганические, фосфорорганические, ртутьорганические, мышьяксодержащие, производные мочевины, цианистые соединения, производные карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот, препараты меди, производные фенола, серы и ее соединений.

     В зависимости от производственных целей  и объекта воздействия (сорная растительность, вредные насекомые, теплокровные животные) и химической природы пестициды подразделяются на акарициды — для борьбы с клещами; альгициды — для уничтожения водорослей и другой водной растительности; антисептики — для предохранения неметаллических материалов от разрушения микроорганизмами; бактерициды — для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями растений; зооциды (или родентициды) — для борьбы с грызунами; инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми (эфициды — препараты для борьбы с тлей); лимациды (моллюскоциды) — для борьбы с различными моллюсками; нематоциды — для борьбы с круглыми червями; фунгициды — для борьбы с болезнями растений под влиянием различных паразитирующих грибов.

     К пестицидам относятся дефолианты —  средства для удаления листьев, десиканты  — препараты для высушивания  листьев на корню, дефлоранты — вещества для удаления излишних цветов, гербициды — для уничтожения сорной растительности. В сельскохозяйственной практике применяются как обще истребительные гербициды, уничтожающие все растения на обрабатываемой площади, так и избирательные, губительно действующие только на сорную растительность. К пестицидам относят также химические вещества для отпугивания насекомых, грызунов и других животных (репелленты), привлечения насекомых с последующим их уничтожением (аттрактанты), половой стерилизации насекомых (стерилизаторы).

     Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов (особенно это относится к стойким соединениям) включаются в природные процессы миграции и круговорота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки тысяч километров от зон применения, ледниковый панцирь накопил более 2000 т ДДТ. Химические вещества вместе с водным стоком с полей попадают в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в Мировой океан. Но самое главное — они включаются в экологические пищевые цепочки: из почвы попадают в воду и растения, затем — в организмы животных и птиц, а в конечном счете — с пищей и водой — в организм человека. И на каждом этапе миграции они наносят вред и ущерб. Однако так как вредные насекомые со временем приспосабливаются к ядовитым свойствам этих веществ и эффективность пестицидов падает, их количество на единицу сельскохозяйственной продукции приходится постоянно увеличивать.

     Чаще  всего пищевые продукты загрязнены хлор-, фосфор- и ртутьорганическими соединениями, производными карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот, бромидами. Из группы хлорорганических пестицидов в продуктах обнаружены ДДТ, ДДЕ, алдрин, дидцрин и некоторые другие, из фосфорорганических — тиофос, карбофос и др., из карбаматов — севин, цинеб и др. Хлорорганические пестициды находят в продуктах животного и растительного происхождения, а фосфорорганические и карбаматные соединения — преимущественно в растениях.

     Накопление  стойких химических веществ в  продуктах питания чаще всего  связано с нарушением правил и  регламента их применения, с завышением рекомендуемых доз препарата, несоблюдением сроков последней обработки растений перед сбором урожая (время ожидания) и др. Во многих случаях причиной загрязнения пестицидами фуражных культур является выращивание их в междурядьях обработанных садов.

     Экологическая активность пестицидов зависит от характера  экосистемы (целой или ее части), а также от физико-химических свойств  используемых препаратов. Пестицидами могут обрабатывать внутренний водоем, используемый для разведения рыбы, земельный участок, на котором выращивается урожай, лесные насаждения, луга, животную или растительную популяцию.

     Неблагоприятное воздействие пестицидов на отдельные  популяции выражается в уничтожении полезных организмов (главным образом насекомых-опылителей и энтомофагов) и, следовательно, в нарушении стабильности экосистемы с последующим размножением нежелательных для человека видов.

     Повышение культуры земледелия, улучшение технологии внесения пестицидов, ограничение их применения в районах, близко прилегающих к водоемам, строгая дозировка при внесении в почву могут в значительной степени снизить их негативное воздействие. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Машинная  деградация почв

     В  последнее  время  в  технической  литературе  появился  термин «машинная  деградация почвы» (МДП). Так назван комплекс вредных последствий массированного воздействия на почву ходовых  систем машин и рабочих органов  почвообрабатывающих  орудий.  Сюда  входят  переуплотнение  почвы  и истребление  почвенных микроорганизмов,  нарушение  структуры,  снос  перемолотой  земли водой и ветром. Только из-за переуплотнения урожай зерновых снижается  на 20%, бесполезно расходуется до 40% минеральных удобрений и 18% горючего.

     Сейчас  в России из 132 млн. га пашни на 87 млн. полностью разрушена  структура  пахотного  горизонта. На  каждом  гектаре пашни  ежегодно вырабатывается 23 эталонных гектара пахоты —  в течение сезона землю пашут, боронят, лущат, культивируют и  т.д. Враг поля — резиновое колесо. За сезон трактор «Беларусь» образует на гектаре 12–14 т пыли. Плодородный  слой перетирается  колесами,  уносится  ветрами.  Оставшаяся  часть  под  давлением техники  настолько  уплотняется,  что  порой  не  поддается  обработке  плугом. Тяжелые  колесные  тракторы  создают в 3-4  раза  больше пыли,  чем  гусеничные.

     Интенсивное применение тяжелой техники приводит не только к разрушению  структуры  пахотного  слоя,  но  и  к  уплотнению  глубоких  горизонтов почвы, а возникшая на глубине 50–70 см повышенная плотность не восстанавливается  до оптимальных величин. Таким образом, наиболее опасным эффектом МДП является повышенное уплотнение корнеобитаемого  слоя. Это явление тем более  пагубно, что оно проявляется  незаметно для земледельца и  имеет тенденцию прогрессирующего нарастания.

     Роль  плотности в становлении свойств  почвы к жизни растений многогранна. Она  оказывает  значительное  влияние  на  накопление  воды  и  пищи,  а также  соотношение  воды и  воздуха  в почве. На плотных  почвах  резко  ухудшаются водный режим и газообмен, снижается  биологическая активность.

     Различные  растения  неодинаково  реагируют  на  степень  уплотнения почвенного профиля. До некоторой степени переносят  уплотнение корнеобитаемого слоя подсолнечник, люцерна, хлопчатник, рис, слива, вишня. Наоборот, очень рыхлых почв требуют  овощные культуры, кукуруза, черешня, виноград.  Особенно  неблагоприятна  высокая  плотность  для  клубнеплодов.  У картофеля,  например,  увядает  ботва,  клубни  деформируются,  удлиняются, падает урожайность.

     Плотность почвы оказывает влияние на численность  микроорганизмов, на биологическую  активность  почвы.  Нормальный  газообмен  нарушается  при плотности  более 1,45 г/см3. Начинает проявляться  анаэробиозис. Это вызывается сокращением количества макропор и крупных капилляров, подавляется диффузия воздуха и газообмен между почвой и атмосферой. В почвах резко снижается содержание кислорода. Меняется направление биологического превращения  веществ, подавляется разложение органического вещества.

     Для  предотвращения  уплотненности  почв  необходимо проводить  обработку  при низкой  влажности, на  разную  глубину,  ограничивать  количество  проходов  почвообрабатывающих  орудий.  Необходим  повсеместный переход  на  легкую  почвооберегающую  технику  и  отказ  от  плужной  обработки почв. Природа «никогда не пахала, она только сеяла». И этот самосев  на  протяжении  тысячелетий  давал  стабильный  урожай  биологической  массы.  Бесплужное  рыхление,  стерня  и  пожнивные  остатки  уменьшают плотность почвы. При  этом почвы не образуют корки, а значит, улучшается водопроницаемость, повышаются влагоемкость и воздухообмен, что способствует наращиванию в них органического вещества. Необходимо  отметить,  что  все  сельскохозяйственные  культуры  как биологические  объекты,  способствуют  разрыхлению  почвенной  массы. Особенно эффективны многолетние травы и подсолнечник.

Проблема  генетически модифицированных    растений

     Генетически модифици-рованный организм (ГМО) – это живой организм (растение, животное или микроорганизм), которому видоизменили генотип, чтобы придать новые свойства, не присущие ему от природы. Каждый ген, созданный природой, имеет определенное наследственное свойство. Нарушение определенного природного состава ДНК приводит к наследственным изменениям в организме – мутации.

     Новая наука – генная инженерия –  сочетает в себе методы молекулярной биологии и генетики, связанные с  целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов. Например, можно человеческий ген добавить свинье, чтобы животное стало более мускулистым и менее жирным.

     Одни  ученые утверждают, что трансгенез (манипуляция с генами) ведет к  сотворению химер, чье поведение  непредсказуемо, и к чему это может  привести в дальнейшем – неизвестно. Возникают также вопросы этического плана. Согласимся ли мы, к примеру, есть салат, включающий в себя человеческие гены?

     Каждый  живой организм на Земле развивался на протяжении тысячелетий эволюционным путем в определенной экосистеме, при различных геологических  и климатических условиях. Привнесение  чужеродного вида в экосистему, как  уже случалось, может привести к  экологической катастрофе. Вероятность, что то-же самое произойдет и с  трансгенетическими организмами, велика. Ведь ГМО не имеет эволюционного прошлого. Создавая их, человек преследует цели вырастить растение, устойчивое против природных паразитов. Таким образом, они имеют преимущество перед натуральными видами и в скором будущем вытеснят их из привычных зон обитания. Опасность не только в том, что это обеднит биосферу, но и в том, что именно благодаря исконным природным видам создавались все культурные виды растений, и их необходимо сохранять на случай болезни последних.

     Американские  гиганты-производители сельхозпродукции очень быстро сориентировались, сообразив, какую огромную прибыль они извлекут из новой технологии. Ведь с помощью  генетических манипуляций создаются  растения, невероятно устойчивые к  любым погодным изменениям, выдерживающие  натиск различных насекомых-паразитов  и имеющие много других преимуществ перед натуральными культурами.

     Но  негативных сторон трансгенеза, пожалуй, можно привести больше, чем позитивных. Борцов против генетического изменения организмов очень много. Интенсификация сельского хозяйства на Западе уже привела к тому, что овощи, фрукты и мясо утратили свои реальные вкусовые качества. Критерии отбора таковы, что овощи и фрукты должны дозревать в дороге, а не на грядке и сохраняться длительное время.