СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ учебник

сильвинитовых руд и геологических их залежей, а также отсутствие опыта эксплуатации калийных месторождений в республике создали ряд сложных проблем, связанных с охраной окружающей среды в Солигорском промышленном районе. Важнейшая из них – это проблема захоронения и использования отходов производства калийных удобрений с целью предотвращения засоления окружающей территории. Одним из наиболее рациональных и экономически оправданных способов частичного предотвращения засоления в зоне вокруг Солигорска является использование отходов калийного производства в различных отраслях народного хозяйства.

Сельскохозяйственное производство в экологическом отношении в настоящее время обусловливает проявление негативных процессов, выражающихся в загрязнении поверхностных и грунтовых вод, эрозии почв и деградации естественных ландшафтов, исчезновение отдельных видов растений и животных.

Особенно актуальной для земледелия республики в последнее время является проблема гумуса. Как известно, в Беларуси во все возрастающих масштабах используются жидкие азотные удобрения в виде аммиаков, аммиачных и других активных химических продуктов. Применение реакционно активных азотных удобрений без соответствующих предупредительных и охранных мероприятий способствует снижению запасов гумуса в почве и ее общего плодородия. Несмотря на то, что в республике ежегодно в почву вносится относительно большое количество органических удобрений, что должно обеспечить не только бездефицитный баланс, но и накопление гумуса, в значительном количестве районов (примерно в 25) его содержание даже снизилось.

Другой проблемой, требующей неотложного решения, является утилизация лигнина – технологического отхода гидролизных заводов путем использования его преимущественно для приготовления удобрений.

Интенсивное развитие сельскохозяйственного производства, увеличение числа и укрупнение животноводческих ферм вызвало проблему рациональной утилизации стоков. Одним из способов использования отходов, который получил широкое распространение, является орошение ими угодий различных сельскохозяйственных культур. При этом происходит обогащение почвы питательными компонентами и почвенная очистка стоков от загрязняющих веществ.

Анализ состояния и эксплуатации систем обеззараживания и утилизации животноводческих стоков крупных животноводческих ком-

плексов республики показывает, что в настоящее время такие комплексы оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду. В республике на комплексах содержится более 1,4 млн. голов свиней. Площадь земледельческих полей орошения (ЗПО) составляет около 14 тыс. гектаров. Обследование животноводческих комплексов показало, что в вопросах рационального использования животноводческих стоков имеется много нерешенных проблем. В республике нет ни одного случая, когда бы на животноводческих комплексах был введен в

эксплуатацию одновременно с подготовкой стоков и ЗПО. На всех действующих животноводческих комплексах в результате нарушения режима эксплуатации отмечается превышение фактического расхода воды на гидросмыв над проектным в среднем на 27%. Все ЗПО работают с избыточными нормами орошения, на комплексах не ведется учет воды, используемой в системах навозоудаления, приборы учета отсутствуют. Неудовлетворительно эксплуатируется также оборудование по обеззараживанию и утилизации стоков. Требует существенного усовершенствования система их разделения на жидкую и твердую фракции. Элементы окружающей среды (вода, почва, растительность и воздух) в районах земледельческих полей орошения загрязнены микробами группы кишечной палочки, яйцами гельминтов. Происходит загрязнение поверхностных вод соединениями азота, органическими веществами. Все это требует радикальных мер, направленных на оздоровление окружающей среды в районах расположения крупных животноводческих ферм.

Важной и достаточно сложной является проблема рек и водоемов республики особенно в зоне Белорусского Полесья. Особую тревогу вызывает проблема малых рек республики. Оценка современного состояния качества воды в них свидетельствует о тенденции роста концентрации минерального азота, фосфора и других химических элементов. В результате проведения мелиоративных работ в республике около 20% малых рек имеют полностью или частично спрямленное русло. Неправильное отношение сложилось к использованию земель по берегам рек. В пойме рек Уша, Волма, Сосница, Лесная, Волчанка и других земли распахиваются до уреза воды, что способствует смыву минеральных, органических удобрений, а также продуктов эрозии.

Проводимое в прежние годы глубокое осушение, спрямление русл рек и ручьев, пересушка торфяных болот, мелиорация лесных массивов и их трансформация в сельхозугодья оказало серьезное влияние на растительный и животный мир. Появилась угроза исчезновения ряда ценных и редких представителей растительного мира. Не менее опас-

ным является и наметившаяся перестройка фаунистических комплексов, выражающаяся в уменьшении видового состава водных и болотных животных. Заповедные территории не в состоянии сохранить растительный

иживотный мир, площадь их составляет не более 4,2% площади республики. В целях дальнейшего улучшения охраны природы, в частности животного и растительного мира, необходимо дополнительное создание заказников и заповедников, чтобы их площадь была не менее 6-7% территории Беларуси.

Большое количество биогенных веществ поступает в малые реки с небольших ферм крупного рогатого скота, молочнотоварных ферм, которые, как правило, располагаются на берегах. Назрела острая необходимость разработать эффективные меры по восстановлению и поддержанию уровня воды малых рек, их охраны от загрязнения. Острой является также проблема загрязнения воды в искусственных водоемах, созданных на торфяных залежах.

Не менее важной является и проблема охраны и восстановления естественных водоемов. Интенсивное развитие промышленности, крупномасштабная мелиорация земель, химизация сельскохозяйственного производства увеличивают потребление воды, рост технологических отходов, которые в виде сточных вод попадают в водоемы и загрязняют их. Прежде всего заиляются и зарастают малые водоемы, способность к самоочищению которых невелика. Общая заиленность озер Беларуси превышает 50%. Более 20% озерного фонда заилено полностью, в республике многие крупные озера (Червоное, Вечера, Освейское, Мотольскле и др.) потеряли свое значение как источники воды, рыбохозяйственные угодья, места отдыха. Требуется особый контроль за экологическим состоянием озера Нарочь.

Большое внимание должно уделяться внедрению малоотходных

ибезотходных технологических процессов и комплексной переработке природного сырья, а также созданию автоматизированных систем и приборов контроля за состоянием окружающей среды. Предусмотрено улучшение планирования мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, а также совершенствование новой техники, технологии, материалов и проектов на реконструкцию народнохозяйственных объектов в природоохранительном плане.

Загрязнение окружающей среды и сельскохозяйственной

продукции при применении удобрений.

Удобрения – это основа повышения количества и качества сельскохозяйственной продукции. Но возрастающие объѐмы их применения приводят к загрязнению природной среды. Основными источниками загрязнения природной среды удобрениями являются:

-потери минеральных удобрений в технологической цепи от завода до поля;

-несовершенство свойств и химического состава удобрений;

-нарушение научно обоснованной системы применения удоб-

рений;

-эрозия почв.

Потери минеральных удобрений начинаются уже при доставке их с завода до поля. Существенный недостаток транспортировки удобрений заключается в перевалочной системе доставки удобрений, когда для перевозки используются автосамосвалы общего назначения. Это и приводит к значительным потерям.

Серьезные недостатки наблюдаются при хранении минеральных удобрений. Складские помещения не соответствуют объѐмам удобрений, поставляемых сельскому хозяйству. Вместимость складов не позволяет осуществлять комплексную механизацию при подготовке удобрений, смешивании их и внесении в почву. Раздельное же внесение минеральных удобрений приводит к непроизводительному расходованию удобрений.

При погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке и хранении незатаренного гранулированного суперфосфата происходит расслоение гранулометрического состава, что ведет к увеличению доли мелких фракций, что приводит к неравномерному внесению и снижению их эффективности, к невидимым потерям.

На снижение эффективности удобрений влияет и неравномерность их распределения по поверхности поля вследствие несовершенства туковысевающих машин. Например, при внесении машиной 1 РМГ-4 хлористого калия оптимальная ширина захвата составляет 3,5-4,5 м, гранулированного суперфосфата – 10-12 м.

В настоящее время в производственных условиях фактическая неравномерность внесения удобрений разбрасывателями, как правило, в 2-3 раза превышает допустимые значения. Особенно неудовлетворительно вносятся смеси, приготовленные из удобрений с неоднородным гранулометрическим составом. Это снижает коэффициент использования элементов питания из удобрений растениями, увеличивает потери,

приводит к непроизводительному их расходованию и загрязнению окружающей среды.

Система применения удобрений в севообороте или под отдельные культуры – важнейшее звено высокопродуктивного земледелия. Оно определяется климатическими особенностями зоны, свойствами и плодородием почвы, специализацией севооборота, биологическими особенностями культуры и т.д.

Система удобрений предусматривает оптимальное сочетание всех макро- и микроэлементов с учетом содержания их в конкретной почве и требований культуры. Но каждый элемент по-своему действует на урожай, его качество и природную среду, т.е. имеет индивидуальные экологические аспекты. В этой сложной взаимосвязи первостепенное значение имеет азот.

Азот определяет уровень продуктивности не только земледелия, но и животноводства. При нарушении научно обоснованной системы применения азотных удобрений они негативно влияют на почву, атмосферу, растения, а, следовательно, на здоровье человека и животных.

Азот в почве вследствие микробиологических процессов (аммонификация, нитрификация) в итоге накапливается в виде нитратов (NО3). Эта форма подвижна, легко смывается с поверхности почвы, мигрирует по профилю почвы до грунтовых вод, загрязняет их и водоемы. Высокое содержание нитратов в почве приводит к их повышенному содержанию в растениях, что снижает качество растениеводческой продукции.

Нитраты – неотъемлемая часть всех надземных и водных экосистем. По данным ученых растения могут нормально развиваться, если нитраты составляют 0,5-1,0% сухого вещества. Снижение этого уровня приводит к падению урожаев, а превышение оптимального уровня неблагоприятно сказывается на здоровье человека. Допустимая доза нитратов для человека – 5 мг/кг массы тела, а допустимая суточная доза – 300-325 мг, 70-80% нитратов человек получает с овощами, 15-20% - с питьевой водой, 5-10% - с фруктами, молочными и мясными продуктами. Известно более 20 факторов, влияющих непосредственно на накопление нитратов в растениеводческой продукции.

Назовем основные из них:

-дозы азотных удобрений и соотношение азота с другими питательными веществами;

-сроки и способы внесения;

-формы азотных удобрений;

-механический состав почвы и другие ее свойства;

-погодно-климатические условия зоны;

-особенности технологии применения азотных удобрений в условиях орошения и на осушенных землях;

-вид культуры и специализация севооборота.

На практике нередки случаи, когда удобрения применяются в значительно больших дозах, чем необходимо для получения планируемого уровня урожая. При этом высокими дозами удобрений пытаются компенсировать нарушения технологии возделывания культуры.

Так, в некоторых овощеводческих хозяйствах на 1 га отмечалось внесение до 700-800 кг NPK, что в 1,5-2,0 раза больше рекомендуемых количеств. При подобных завышениях отмечено увеличение концентрации нитратов, например, в капусте до 1100 мг/кг, столовых корнеплодах до 1800 мг/кг.

Всвязи с возможными случаями избыточного, вредящего здоровью человека и животных содержания нитратного азота в растительной продукции, почве, воде Министерство здравоохранения Республики Беларусь утвердило следующие ПДК нитратов в картофеле, овощах, кормах. (табл.8.)

Наибольшее загрязнение водоемов наблюдается от внесения азота в нитратной форме, которая не фиксируется почвой и интенсивно вымывается из пахотного слоя. Внесение азота в виде аммиачной селитры способствует повышению содержания нитратного азота в продукции растениеводства, медленно действующих азотных удобрений (капсулирование) снижают потери питательных веществ удобрений и таким образом устраняют неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Вгруппе экологических факторов наибольшее значение имеют погодные условия, освещенность, тип почвы. В овощеводстве широко используются временные и постоянные укрытия растений.

Таблица 8. Предельно допустимое содержание нитратов в продуктах рас-

тениеводства, кормах, мг/кг сырого продукта

Затенение растений может приводить к увеличению содержания нитратов. При плохой освещенности растений следует отдавать предпочтение удобрениям, содержащим азот в амидной и аммиачной формах.

При неблагоприятных погодных условиях, особенно в годы с холодным и пасмурным летом возрастает накопление нитратов в продукции открытого грунта. Содержание нитратов в большей мере зависит от почвы, ее плодородия, структуры, механического состава, количества влаги, так как эти свойства влияют на скорость образования минерального азота.

С точки зрения охраны окружающей среды от загрязнения, выбора оптимальных сроков и способов внесения особый интерес представляют азотные удобрения. Учитывая большую подвижность азота в почве, вносить азотные удобрения следует в периоды наибольшего потребления его культурными растениями.

При внесении 60 кг фосфора в виде суперфосфата в почву попадает 6-8 кг фтора. Фтор обладает высокой химической активностью и представляет большую опасность для здоровья человека. Повышенные дозы фтора снижают продуктивность животных, угнетают их развитие и ведут к отравлению; у людей вызывают разрушение эмали зубов и являются главной причиной заболевания остеосклерозом.

Впочву, кроме фтора, вместе с фосфорными удобрениями может попасть некоторое количество тяжелых металлов (кадмия, свинца, никеля), имеющих высокую токсичность и способность накапливаться в организме человека и животных.

Главным отрицательным свойством калийных удобрений, оказывающим влияние на окружающую среду, является поступление в почву хлора. Вымывание хлора может привести к негодности воды для питья. Так, при внесении 60 кг/га хлористого калия растения поглощают 10 кг/га, а остальное количество вымывается в дренажные воды. Предельно допустимая концентрация хлора в местах водоснабжения установлена на уровне 0,25-0,50 мг/л.

Избыточное внесение калийных удобрений нарушает баланс магния, натрия, кальция, бора и других микроэлементов в почве, что может привести к снижению качества продукции.

Значительный ущерб природной среде наносит неправильное бессистемное использование бесподстилочного навоза, навозных стоков

идругих отходов животноводства. Органические удобрения загрязняют грунтовые воды. Амиды в жидком навозе и осадках сточных вод, а также аммиак, попадая в водоемы и реки, могут отравлять рыб, а биогенные макро- и микроэлементы – способствовать заэвтрофированию природных вод. Речные и озерные воды загрязняются из-за нерегулируемых водопоев животных, когда часть экскрементов попадает в воду.

Применяемые в настоящее время минеральные удобрения недостаточно совершенны, многие из них имеют существенные недостатки химического состава, физических и механических свойств. Это может быть причиной негативного их влияния на окружающую среду. Существенный недостаток многих минеральных удобрений – наличие в них сопутствующих балластных элементов и токсических металлов.

Впоследние годы многие отрасли промышленности часто предлагают использовать в качестве удобрений различные отходы – побочные продукты производства – на основании того, что они содержат некоторое количество питательных веществ для растений. Поэтому очень важно знать и учитывать возможное накопление тяжелых металлов, токсичных элементов при применении отходов в качестве удобрений.

14.ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

При современном уровне интенсификации земледелия существенно возрастает применение комплекса химических препаратов, предназначенных для защиты возделываемых культур и получения за счет этого более высоких урожаев.

Опыт ведения интенсивного земледелия показывает, что применение химических средств защиты культурных растений обеспечивает сохранность 25-30% урожая.

Благодаря применению средств защиты растений ежегодно в странах СНГ сберегается около 17-18 млн. т зерна, 10-11 млн. – картофеля, 13-14 млн. т – сахарной свеклы. На долю стран СНГ приходится 6- 7% мирового объема потребления пестицидов, на долю США – 26 , западноевропейских стран – 25%. Тем не менее, именно у нас проблема загрязнения окружающей среды стоит особенно остро.

Пути поступления токсических веществ в продукты питания, методы их контроля.

Существующая экологическая обстановка способствует попаданию химических загрязнителей в продукты, дальнейшему концентрированию в них (например, в сыре) и получению в конечном счете продуктов, не отвечающих требованиям пищевой безопасности. Цепи питания – один из основных путей поступления чужеродных химических веществ (ЧХВ), или контаминантов, в организм человека (40-50%)

Основной источник создания экологического неблагополучия

– промышленность, другой – сельскохозяйственное производство. Химические вещества, используемые в сельском хозяйстве и

производстве молока, способствуют загрязнению молока и молочных продуктов. Работники молочной промышленности в последние годы сталкиваются не только с наличием в молоке не свойственных ему ингредиентов, но и с изменением состава и технологических свойств молока, которое нередко имеет пониженное содержание казеина, увеличенную долю сывороточных белков и небелкового азота в общем количестве белка, более низкую титруемую кислотность, высокую бактериальную обсемененность, большое число соматических клеток, нарушенный микроэлементный баланс. Ухудшение (по экологическим причинам) состава животноводческого и растительного сырья приводит к тому, что оно становится малопригодным для переработки, в результате уменьшается выход готовой продукции и увеличиваются отходы сырья.

По мере развития химической промышленности и индустриализации сельского хозяйства в природный круговорот вовлекаются все

новые и новые количества азота. Возникает проблема загрязнения продукции сельского хозяйства нитрозосоединениями и их предшественниками – нитратами и нитритами. Следует обратить внимание на сезонные колебания в содержании нитратов в заготавливаемом молоке – их увеличение в летний и осенний периоды, что обусловлено подкормкой животных зеленой массой и повышением содержания нитратов в растениях в это время года.

Исследованиями влияния азотистых удобрений на химический состав и физические свойства молока установлено, что в молоке с пастбищ, удобренных азотом, происходят нежелательные изменения химического состава и физических свойств, что снижает его пригодность для производства сгущенного молока, сыра, кисломолочных продуктов и питьевого молока. Степень загрязнения молочных продуктов нитрозосоединениями коррелирует с увеличением нитратной нагрузки в кормах, содержанием их предшественников в молоке и его технологической обработкой (тепловая обработка молока, в том числе сушка, использование специй, посолочных компонентов или наполнителей также иногда приводят к увеличению количества нитрозосоединений). Исследованиями молочных продуктов на содержание нитратов и нитритов установлено, что с уменьшением массовой доли белков в продукте количество нитратов в нем снижалось.

Таким образом, нарастающая загрязненность объектов окружающей среды окисными соединениями азота, в первую очередь нитратами, может привести к увеличению содержания канцерогенных веществ в организме человека.

По-прежнему актуальна проблема присутствия в продуктах питания пестицидов. Пестициды – химические вещества, обладающие токсическими свойствами по отношению к определенным группам живых организмов, - от бактерий и грибов до растений и теплокровных животных. Степень (и уровень) загрязнения ими продуктов зависит от масштабов их применения в сельском хозяйстве, устойчивости пестицидов, свойств почвы, климатических условий и др. Некоторые пестициды могут сохранять свои токсические свойства в течение многих лет. Они накапливаются в почве и из нее переходят в растения. Эти вещества представляют опасность всегда. Ученые утверждают, что загрязненные пестицидами кормовые культуры в зеленом (свежем) виде, в сухом, и, конечно, в виде силосов, жома, барды, комбикормов, жмыхов и т.п. являются основной причиной попадания их в продукты питания в течение всего года.