Глобальные и экологические функции почв. Понятие о почвоутомлении. Экологические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв.
Почва является средой обитания и фюической опорой для огромного числа организмов, так же регулирует круговороты всех элементов в биосфере, осуществляет глобальные и экологические функции.
Глобальные:
1. Обеспечение жизни на Земле (служит сферой обитания растений, животных, микроорганизмов);
2. Почва упорядочивает все потоки веществ в биосфере, т. е. «замыкает» все биогеохимические циклы;
3. Регулирует состав атмосферы и гидросферы; накопление гумуса;
4. Космическая функция — процессы биогенного накопления, трансформации и перераспределения энергии, поступающей от Солнца на Землю, протекает в почве непрерывно; защищает литосферу от влияния экзогенных факторов;
5. Сохранение биологического разнообразия.
Экологические:
1. Главное средство с/х. производства и основа агроэкосистем;
2. Среда обитания живых организмов;
3. Является механической опорой произрастающей на ней растительности;
4. Хранение семян в течение нескольких лет без потери всхожести;
5. Аккумулирует питательные вещества необходимые для жизнедеятельности населяющих её организмов;
6. Почва — склад ферментов; регулирует гидротермический режим; санитарная функция; информационная функция;
7. Выступает в качестве биохимического барьера.
Почвоутомление — нарушение процесса самоочищения почвы из-за производственной деятельности человека (бессменное возделывание с/х. культур одного рода).
Основные причины почвоутомления — накопление в почве токсичных веществ, выделяемых корнями растений и микроорганизмами, разложение специфических вредителей, возбудителей болезней и сорняков.
Предотвратить почвоутомление можно следующим образом: соблюдение севооборотов, оздоравливать почву путем внесения органических удобрений, сидератов, выращивать устойчивые сорта.
Для поддержания качественного состояния окружающей среды, целесообразно регулярно использовать минеральные и органические удобрения. Создание повышенного органического фона способствует активизации биологических процессов в почве, что улучшает обеспеченность растений питательными веществами и биологически активными соединениями, а также фитосанигарное состояние почв. Уровень почвенного плодородия зависит от состояния живых компонентов почвы. Знание законов функционирования почвенной биоты — выращивание экологически безопасной с/х. продукции и минимизации загрязнения окружающей среды.
Интенсификация сельскохозяйственного производства. Ее сущность и экологическая заданность. Факторы интенсификации, их оценка как факторов прогресса и факторов риска. Пути экологизации сельскохозяйственного производства.
Существует два пути развития экономики: экстенсивный и интенсивный.
Экстенсивное одноразовое использование ресурсов. При этом пути много отходов и высокая ресурсоемкость.
Интенсивное — применение науки и техники. При это пути высокая ресурсоотдача, меньше отходов.
В с/х.. экстенсивный путь характеризуется задействованием больших площадей, малый урожай.
Черты экстенсивного пути: нерациональное размещение культуры, несовершенство структуры посевных площадей, отсталость техники, низкие капиталло- и энерговложения.
Последствия целинных разработок:
· Производство сместилось в засушливые районы: дефляция, засоление.
· Искоренение естественных лугов
· Социально-экономические: молодежь нечерноземной зоны переселились в степные районы, в Нечерноземье с/х.. заброшено.
Экологическая и экономическая заданность.
Экономическая заданность: рост населения планеты Земля;
Экологическая заданность:
— Чем больше территории занято, тем меньше устойчивость.
— Если страна не производит достаточного количества продуктов, то она расплачивается за продукты природными ресурсами.
Интенсификация — напряжение, усиление.
Существует 3 типа:
1.Частичная — касается одного фактора (энерговложения)
2.Комплексная — все факторы участвующие в производстве.
3.Полная — замкнутый цикл, нет отходов.
Цель интенсификации: повышение экономической эффективности, уменьшение ресурсоемкости. Черты интенсивного с/х..
— использование современных машин, высокая техническая оснащенность
— максимальная концентрация материально-технических ресурсов
— использование высококачественных семян
— используются высокоустойчивые сорта
— оптимальное обеспечивание элементами питания, влагообеспечение
— используется система защиты растений
— использование регуляторов роста
— характеризуется экономически обоснованными севооборотами
— своевременное и качественное выполнение технологических операций.
Факторы интенсификации:
1.Химизация с/х..
2.Мелиорация.
3.Электрификация.
4.Механизация.
5.Селекция.
Интенсификация одновременно является прогрессивной, с другой стороны имеются факторы риска. При интенсификации возникают следующие противоречия:
1. Социально-экологические:
-генетическая однородность.
-обострение энергетического кризиса.
-загрязнение среды в ходе с/х..
-снижение почвенного плодородия.
2. Социально-экономические:
- перепроизводство и нестабильность цен.
3. Эколого-экономические:
Плодородие экономическое =плодородие естественное + плодородие искусственное
Плодородие естественное — обусловлено содержанием гумуса
Плодородие искусственное — обусловлено внесением минеральных удобрений
При интенсификации производства разрушается гумус, естественное плодородие падает.
Существует три типа агроэкосистем:
1.Уменьшается естественное плодородие.
2.Воспроизводство естественного плодородия.
3.Улучшение естественного плодородия почвы.
Пути экологизации с/х.. производства:
Стратегия адаптивной интенсификации с/х.. производства:
1. Основные принципы: максильное использование экологических законов
2. Принципы: микрорайонирования
3. Лучше получать не чрезмерные урожаи, а стабильно умеренный урожай. Предлагаются идеи:
— Использовать закон «лимитирующих факторов»;
— Учет оптимальных условий для разных фаз развития организма.
-Учет толерантности и возможности их адаптации.
-Максимальная температура и влажность: продуктивная культура.
-Засоленная территория: хлопок-люцерна-донник
-Использование потенциала диких видов, задействование межвидовой гибридизации.
Экологические проблемы химизации сельскохозяйственного производства. Причины и особенности проявления возможных негативных последствий использования средств химизации. Целесообразные пути оптимизации использования минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Биологизация агротехнологий, интегрированная система защиты растений.
1, Необходима компенсация выноса питательных элементов
2. При интенсивном хозяйствовании ослабляется саморегуляция.
Направления:
— Использование удобрений.
- Использование средств защиты растений.
- Использование осадков сточных вод на удобрения.
- Направление химических мелиорантов.
- Использование регуляторов роста.
Экологическое значение минеральных удобрений.
При применении минеральных удобрений увеличивается количество продукции, улучшается качество.
С экологической точки зрения положительны следующие моменты:
- Оптимальное питание дает растениям биомассу
- Фиксация углекислого газа увеличивается
- Увеличивается выделение кислорода
- Большая защищенность поверхности почвы
- Больше органических остатков
Критерии успешности:
1. Повышение плодородия почв
2. Рост продуктивности отдельных культур и севооборота в целом
3. Улучшение качества продукции
4. Сохранение состояния ОС
5. Высокая рентабельность производства
Основные принципы:
- Максимальный учет достижений науки.
- Сочетание применения удобрений с высокими технологиями.
-Учет зональности.
-Правильное соотношение органических и минеральных удобрений.
-Известкование при необходимости.
-Правильный выбор доз, форм, средств, методов и сроков внесения.
-Соблюдение законов оптимального и комплексного взаимодействия.
Экологические проблемы:
1. Потери в ОC, которые вызывают нарушение круговорота
A) Потери на вымывание.
Б) Потери в атмосферу.
-денитрификация.
-разложение мочевины под действием уробактерий.
B) Потери с сорными растениями.
Г) Технологические потери.
В среднем 40% Азота усваивается растениями.
Объем потерь зависит:
-от доз удобрений (чем больше доза, тем больше потери) — отГСП.
-от климатических условий.
-от вида удобрений.
-от формы удобрения.
-от характера растительного покрова.
-от способа внесения (дробность внесения уменьшает объем потерь).
-от сроков внесения (нитратные удобрения вносят с осени).
-от типа антропогенного преобразования земель (при осушении увеличивается объем потерь).
2. Проблемы связанные с недостатком химического состава:
-Низкая концентрация действующего вещества.
-Физиологическая реакция (подкисление почвы).
- Товарная форма (не экологической является дисперсная форма).
- Повторное внесение (уплотнение почвы, затраты на ГСМ).
- Наличие балластовых элементов (на 1 т. уд. содержит 100 кг фтора и 40 кг стронция).
Химизация — широкое применение минеральных и органических удобрений, химических средств защиты, ретордантов использование которых направлено на повышение урожайности с/х. культур и повышения их качества. Отрицательное влияние азотных удобрений:
— азотные удобрения подкисляют почву (свойства почвы ухудшаются)
— азот теряется из системы «почва — растение» и попадает в атмосферу и гидросферу
- азот вымывается грунтовыми водами
- загрязнение атмосферы оксидами азота в процессе денитрификации (часть азота улетучивается из почвы).
Отрицательное влияние фосфорных удобрений:
- теряется в результате водной эрозии.
- содержит фтор и тяжелые металлы.
- при неправильном применение может вызвать экологические проблемы.
Отрицательное влияние микроудобрений:
- содержат тяжелые металлы.
- при неправильном применение может вызвать экологические проблемы.
Пути оптимизации:
Разрабатываются способы и средства для рационального использования удобрений (сроки, дозы, способы внесения).
Доза определяется по таблице среднерекомендуемых доз, в зависимости от вида культур (овощные, зерновые, кормовые). Также дозы устанавливаются экспериментальным путем. При установлении дозы учитываются предшественники, удобрения вносимые ранее. По мере исследования дозы постоянно корректируются.
Сроки разрабатываются для большего экономического результата и меньших потерь питательных элементов.
Условия применения химических средств:
- решение о целесообразности применения средств защиты должно быть обоснованно.
- выбирать препараты обладающие низкой токсичностью для человека и теплокровных.
- возможность чередования с другими препаратами, чтобы избежать резистентность.
- должны быть предусмотрены отдаленные последствия.
- в товарных формах должны преобладать вещества которые снижали бы подвижность пестицидов.
- препаративная форма должна соответствовать экологическим задачам.
- соблюдение и отслеживание экологических и санитарно-гигиенических нормативов.
Достоинства и недостатки применения ХСЗ:
+: высокая биологическая эффективность.
+: высокая экономическая эффективность.
+: широкий ассортимент препаратов.
-: токсичность для человека.
-: стойкость и циркуляция в биосфере.
-: максимальность производства в 1980-1985 г.
-
Влияние средств механизации на почвенно-биотический комплекс, воздушную среду, водные ресурсы, растительный и животный мир. Экологически безопасные технологии обработки почв.
Важнейшие составляющие производственного цикла в сельском хозяйстве — вспашка, посев, обработка, уборка и переработка полученной продукции. Для осуществления этих процессов необходимо оснащение отрасли высокопроизводительными, надежными, долговечными и экологически оправданными машинами. Отрицательные последствия применения агротехнических приемов и средств механизации:
I. Использование мобильных энергетических средств (автомобили, тракторы, самоходные сельскохозяйственные машины):
1 — химическое, механическое и акустическое загрязнение атмосферы;
2 — загрязнение окружающей среды жидкими нефтепродуктами;
3 — уплотняющее и разрушающее действие на почву в результате давления, динамического воздействия и вибрации.
II. Обработка почвы:
1 — развитие водной, ветровой и технической эрозии;
2 — образование плужной подошвы и связанные с этим последствия;
III. Внесение минеральных и органических удобрений и защита растений:
1 —загрязнение воды и почвы химическими веществами и болезнетворными организмами;
2 — отрицательное воздействие пестицидов на живые организмы и на экологические системы в целом.
IV.Возделывание и уборка корне- и клубнеплодов:
1 — развитие эрозии, уплотнение плодородного слоя почвы;
2 —вынос земли с поля при транспортировке недостаточно очищенных корне и клубнеплодов с поля;
3 — повреждение клубней картофеля и корнеплодов и связанные с этим потери продукции при хранении.
V. Уборка зерновых и кормовых культур:
1 — количественные потери зерновых — улучшение условий питания для вредителей;
2 — потери зеленой массы при ее погрузке на транспортные средства;
3 — качественные потери — дробление и травмирование зерна;
VI.— гибель животных под ножами косилки при движении уборочных агрегатов в сгон.
VI. Мелиорация:
1. осушение – уничтожение плодородного слоя почвы, понижение уровня грунтовых вод, разрушение природных экосистем;
2. орошение — переувлажнение, заболачивание и засоление почв; подъем уровня фунтовых вод; разрушение плодородного слоя почвы при повышенной интенсивности дождя, создаваемого дождевальными агрегатами, и при промывке почв.
VII. Механизация производственных процессов в животноводстве:
1 — загрязнение и заражение окружающей среды навозом;
2 — загрязнение воздушного бассейна газами, образующимися в процессе жизнедеятельности животных и разложения навоза, а также пылью и микроорганизмами при вентиляции помещений.
Экологически безопасные технологии обработки почвы.
1. Минимизация обработки почвы.
2. Снижение давления на почву и облегчение машин.
3. Создание распределительных систем.
4. Использование рабочей силы (людей).
Целевое назначение и виды современной мелиорации, их воздействие на экосистемы. Экологические последствия осушения и орошения. Нарушение водного баланса, засоление почв. Пути прогнозирования, предупреждения и устранения негативных экологических последствий.
Мелиорация — это система мероприятий, направленная на коренное улучшение используемых природных объектов, что позволяется повысить эффективность их использования.
Мелиорация направлена на улучшение почвенных, гидрологических и климатических условий с/х.. угодий.
Виды мелиорации по с/х.:
-гидромелиорации — кардинально изменяют естественные гидрологические процессы.
-осушение болот вблизи болот.
-санитарно-гигиенические.
-рекреационные.
-почвенные.
-агролесомелиорации.
-многоцелевые.
-микроклиматические.
Почвы потенциально пригодные для мелиорации составляют мелиоративный фонд. Гидромелиорации (осушение, орошение, обводнение). Орошение и осушение имеют одну и ту же цель: достижение оптимального уровня влажности (60-80%). Осушение является менее гибким вариантом. Норма осушения — это оптимальная глубина залегания грунтовых вод 55-120см.
Она зависит от:
-времени года (весной должна быть минимальной).
-от с/х.. культур.
-от географического. положения (к югу норма должна снижаться).
-от степени минерализации грунтовых вод.
Чтобы рассчитать анализ водного баланса учитывается приход воды и расход.
Приход:
-Атмосферные осадки.
-приток поверхностных вод.
-приток грунтовых вод.
Расход:
-физическое испарение.
-транспирация.
-поверхностный сток.
-отток грунтовых вод.
Осушение направлено на уменьшение прихода и увеличение расхода. Используется обволовка, переброска поверхностных вод.
Орошение направлено на увеличение прихода и уменьшение расхода воды.
-поверхностный полив по бороздам.
-затопление.
-дождевание.
-внутрипочвенное орошение.
-лиманное орошение.
-капельное орошение.
-аэрозольное орошение.
Экологические последствия:
А) Изменение гидромелиоративных условий
- При осушении
Изменение температурного режима в неблагоприятную сторону, рост суточной амплитуды, сокращение продолжительности безморозного периода, увеличение глубины промерзание почв.
- При орошении
Изменение температурных условий в лучшую сторону, полив препятствует ночным заморозкам.
Б) Изменение почв и растительности
- При осушении
Отмирание гидрофитной растительности, распространение ксерофитных форм, замена естественной растительности культурной, почвы становятся более плодородные. Но появляется проблема быстрого сминания торфа. Решением является выращивание трав, легкая спец. техника, сокращение отвальных обработок почвы, проведение противопожарных мероприятий.
- При орошении
+ увеличивается доступность калия и фосфора.
- закупоривание пор илистыми частицами, окаменение, уплотнение, образование комков.
- засоление почв.
- уменьшение содержания гумуса.
- усиление водной и ветровой эрозии почв.
- увеличение концентрации газов.
- заболачивание.
Решение проблемы: промывка на фоне дренажа, правильное соблюдение севооборотов, внесение навоза для компенсации потерь элементов.
В) Изменение воздушного бассейна
- Прямое — связано с действием мелиорации — задымление воздуха при пожаре (решение:
почвозащитные мероприятия, севообороты, создание лесополос).
- Косвенное — связано с с/х.. использованием территории — загрязнение окружающей среды выхлопами и газами от техники, загрязнение пестицидами.
Г) Влияние на речной сток:
- При осушении:
Веке, 1872 г. — наполненность рек связана только с болотами, потому осушение болот негативно влияет на реки.
Оппоков, 1905г. — целый фактор определяет уровень воды в реках. Осушение болот будет способствовать повышению уровня воды.
- При орошении:
Увеличение забора воды ведет к обмелению рек, замедляется течение, следовательно, происходит эвтрофирование.
Решение:
1.Уменьшить количество изымаемой воды.
2.Максимально экономическая доставка воды на поля, уменьшить потери воды.
3.Экономичное использование воды на полях (рыхление перед поливом, выбор современной техники полива).
4.Рациональное размещение культур и рациональное размещение посевных площадей.
5.Влияние мелиорации на прилегающие водные объекты.
- На грунтовые воды:
На расстоянии 3-4 км ощущается действие осушения. Не нужно допускать чрезмерного осушения способствующее инфильтрации вод.
- На растительность:
Сдвигаются в строну мезофитов.
Засоление почв — повышение содержания в почве легкорастворимых солей (карбоната натрия, хлоридов, сульфатов). Первичное или остаточное засоление — когда процесс засоления обусловлен засоленностью почвообразующих пород, привносом солей грунтовыми и поверхностными водами. Один из основных методов оценки процесса засоления — составление солевого баланса для данной почвы или земельного массива. Баланс представляет собой суммарный запас легкорастворимых солей в почве, равный разности между приходными статьями баланса (поступление солей из грунтовых вод, эоловый привнос солей, поступление солей из оросительных вод и минерализующихся растительных остатков, из удобрений) и его расходными статьями (отток солей из почвы в грунтовые воды с просачивающимися атмосферными осадками, вынос с оросительными водами, выдувание солей ветром с поверхности почвы, вынос солей с урожаем сельскохозяйственных культур).
Принято выделять три типа солевого баланса почв: стабильный (запас солей в почвенной толще не изменяется); баланс засоления (запас солей в почве возрастает); баланс рассоления (запас солей в почвенной толще уменьшается).
Для предупреждения вторичного засоления требуется устройство дренажа, проведение полива в соответствии с оросительными нормами, отведение минерализованных грунтовых вод в дренажную сеть, применение полива дождеванием, создание лесных насаждений вдоль каналов. Преимущество имеет капельное внутрипочвенное орошение.
Для удаления солей из почвы проводят многократную промывку пресной водой. На солонцах и солонцеватых почвах рекомендуется применять гипсование или отходы от производства удобрений (фосфогипс), а также трехъярусную вспашку для перемешивания солонцового горизонта с карбонатным.
Эффективный способ снижения засоленности почв — возделывание на них растений, способных поглощать 20…50% солей в расчете на массу сухого вещества. К таким растениям относятся пырей удлиненный, донник, лядвенец, полевица и др.
Экологические проблемы промышленного животноводства. Последствия применения подстилочного и бесподстилочного навоза и навозных стоков на полях. Современные способы очистки н утилизации отходов промышленного животноводства.
Навоз — содержит биогенные элементы питания, которые могут теряться в атмосфере, следовательно, оказывать могут оказывать отрицательное влияние на окружающую среду. При хранении навоза азот улетучивается в атмосферу в форме аммиака, тем самым создавая экологическую проблему. Чтобы сохранить навоз и не допустить потерю биогенных элементов разрабатываются способы хранения навоза.
Хранение бесподстилочного навоза:
Хранение осуществляют в прифермских и полевых навозохранилищах. Существует два типа хранилищ прифермкие и полевые. Прифермские могут быть открытого и закрытого типа. Полевые — это котлованы, которые расположены по средине поля. Транспортировку проводят по трубопроводам. При таком хранении должна быть хорошая гидроизоляция, дно должно иметь уклон к заборному устройству. Хранить навоз можно 2-6 месяцев. Навоз следует хранить в прифермских навозохранилищах. При хранении бесподсгилочного навоза он расслаивается на три слоя: верхний, плавающий влажностью 78-84%, почти не содержит аммиачного азота, нижний — осевшие твердые частицы навоза, песка, ила влажностью 84-88% и мало аммиачного азота, средний — осветленная жидкость. Для создания однородной массы в хранилищах есть мешалки. Жидкая фракции обладает высокой ценностью. Разложение органических веществ при хранении навоза идет в анаэробных условиях. При таком храни потери азота и органического вещества незначительны.
Хранение подстилочного навоза:
1.Плотное хранение — это укладка навоза в навозохранилище или в полевых штабелях послойной шириной 5-6м и высотой 1м с немедленным уплотнением. Уплотненные штабеля накрываются торфом, резаной соломой или почвой. Создаются анаэробные условия, замедляется микробиологическая деятельность. Разложение органического вещества идет медленнее. Потери азота и органического вещества при этом способе хранения минимальны. Полуперепревший навоз образуется 3-4 месяца.
2.Хранение навоза под скотом — по всей площади настилают торф или солому слоем 30-50 см, эта подстилка перемешивается с экскрементами и ими же уплотняется. При переувлажнении верхнего слоя добавляют новый слой подстилки. Разложение органического вещества происходит в анаэробных условиях. Потери азота и органического вещества снижаются.
3.Рыхло-плотное хранение — свежий навоз укладывается навозохранилищах рыхлым слоем высотой до 1 м. Микробиологические процессы в аэробных условиях приводят к быстрому разложению органических веществ. Когда температура навоза достигает 70, его уплотняют и на него укладывают следующий рыхлый слой, который при достижении 70 уплотняют, и так далее пока высота штабеля не достигнет 2-3 м. После уплотнения температура навоза снижается до 30. При таком хранении получается большое количество жижи. Полуперепревший навоз образуется через 1,5-2 мес.
4.Рыхлое хранение — при укладке навоз не уплотняется. Разложение протекает в аэробных условиях, быстро, но неравномерно, сопровождаясь максимальными потерями органического вещества, азота, навозной жижи.
Пути снижения потерь азота при хранении.Азот. теряется в процессе улетучивания аммонийного азота. Приемы для снижения потерь азота:
1.Применение измельченной соломы до 12-12см в качестве подстилки. Потери азота уменьшаются в два раза.
2.Применение торфа в качестве подстилки
3.Применение повышенных доз подстилки. Потери азота в сутки снижаются в 3-4 раза.
4.Хранение навоза в штабелях плотным способом.
5. Добавление к навозу фосфоритной муки. Фосфоритная мука обогащает навоз фосфором, способствует развитию микробиологических процессов сопровождающиеся иммобилизацией минерального азота. Под действием угольной и органических кислот фосфоритная мука переходит в более доступные соединения. Фосфоритную муку можно добавлять при укладке в штабеля и на скотном двору перед удалением навоза.
6.Использование навоза в полуперепревшем состоянии.
7.Хранение жижи навоза в жижесборниках.
(+) Положительные стороны применения органического удобрения:
1. Возможность стабилизации биогеохимического цикла, снижение эрозии
2. Сохранение биологичейкого разнообразия
3. Те органические удобрения, которые производятся на сенокосах, могут быть внесены на почву.
4. Относительно дешевое удобрение.
(–) Отрицательные стороны:
1.Избыток азота влечет за собой снижение продукции корнеплодов
2.При избыточном внесении будет происходить обеднение белками злаковых культур.
3.Накопление нитратов в продукции для человека и в кормах.
4.Продукты животноводства являются переносчиками инфекций.
5.Загрязнение поверхностных вод биогенными элементами.
Рациональная программа ООС при животноводстве.
1.Разумное размещение животноводческих комплексов.
2.Оптимальные размеры животноводческих комплексов.
3.Определение доз внесения.
4.Гидрологическое обследование территории.
5.Соблюдение санитарно-защитных зон.
6.Орошение должно учитывать скорость и направление ветра.
7.Органические удобрения перед внесением должны вылежать 3-4 месяца.
Очистка и утилизация навоза:
1.Разделение на жидкую и твердую фракции. Твердую помещают в штабеля, а жидкие помещают в аэротенки для обеззараживания и очистки.
2.Использование стоков для производства торфокомпостных смесей.
3.Очистка стоков с помощью навозохранилищ
4.Анаэробная обработка. Гибнет патогенные микроорганизмы, навоз теряет неприятный запах, семена сорных растений теряют всхожесть.
Биогенное загрязнение вод в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства. Потери биогенных веществ в растениеводстве, вынос с животноводческих объектов и селитебных территорий, технологические потери в природно-аграрных системах. Оценка эвтрофного уровня водоемов.
Элементы, необходимые для жизнедеятельности организма, называются биогенные (биофильные — важнейшие из которых — азот, фосфор, калий, кальций, натрий, сера, магний и др. Недостаток биогенов снижает плодородие почв и становится причиной нарушения нормального функционирования агроэкосистемы. Загрязнения биогенными веществами увеличивает продуктивность водоемов.
Влияние сельского хозяйства как источника поступления биогенных веществ возрастает в связи с увеличением распаханности территорий, трансформации угодий мощной техникой и гидромелиорацией, развитием процессов химизации на основе минеральных и органических удобрений. Все процессы трансформации угодий, как целенаправленные, являющиеся основными производственными действиями (пахота, боронование), так и сопутствующие (выброс нефтепродуктов при работе техники) способствуют механическому перераспределению вещества в агроландшафте.
Потери биогенных веществ в растениеводстве условно можно разделить на естественные и технологические. Первые в основном зависят от интенсивности распашки территории, приемов земледелия, количества вносимых минеральных удобрений и объема пожнивно-корневых остатков, образующихся после уборки урожая культурных растений, а вторые — от различных нарушений, происходящих во время доставки и внесения удобрений на сельскохозяйственные угодья. Эрозия почв, стимулируя вынос биогенных веществ с водосбора, активно влияет на биогенное загрязнение вод, в первую очередь фосфором. Вспашка, особенно зяблевая, приводит к тому, что потери фосфора с твердым стоком становятся преобладающими и достигают более 90% его общих потерь. В условиях использования интенсивных технологий в растениеводстве снижение вымывания достигается комплексом мероприятий, таких как, оптимальное внесение удобрений в периоды активного потребления биогенов растениями, применение слаборастворимых, медленнодействующих видов минеральных удобрений, использование таких их форм, которые не содержат несорбируемых почвой ионов, применение ингибиторов нитрификации, соблюдение нормативов по дозам и способам внесения удобрений, особенно жидких органических, и т.д.
Наряду с растениеводством немаловажным источником биогенного загрязнения вод является животноводство. Степень его воздействия на водные объекты определяется общим поголовьем скота, особенностями расположения животноводческих ферм и комплексов на водосборах, а также принятой в хозяйствах технологией содержания животных. Поступление загрязняющих веществ в водотоки с животноводческих ферм и комплексов зависит от способа удаления навоза. Оно происходит при прямом смыве сточных вод после очистки, а также в результате потерь, возникающих в процессе утилизации отходов животноводства. При выпасе скота на пастбищах также происходит вынос биогенных веществ в водотоки, поскольку пастбищные угодья чаще всего размещают в речных долинах. Управление движением биогенных веществ от источников их образования на основе рециклизации является экологически обоснованным и экономически оправданным, поскольку способствует решению проблемы повышения продуктивности агроэкосистем.
Технологические потери, обусловленные различными нарушениями используемых технологий, существенно увеличивает вынос биогенов в водотоки. Факторы, способствующие увеличению потерь биогенов, следующие:
1. Отсутствие или недостаточная емкость специальных навозохранилищ и жижесборников при фермах и комплексах, что приводит к необходимости частого вывоза навоза на поля, однако из-за нехватки транспорта это, как правило, не осуществляется;
2. Размещение ферм и ком плексов в непосредственной близости от уреза воды, что приводит к прямому выносу биогенных веществ в водотоки;
3. Вывоз навоза на поля взимний период (по снегу^ что в условиях снеготаяния способствует интенсивном у смыву биогенных веществ талым и водам и;
4. Несвоевременная перепашка вывезенных на поля удобрений, что вызывает миграцию биогенных веществ по водосбору и их смыв поверхностным стоком в ближайшие водотоки;
5. Несовершенная технология компостирования и хранения навоза, что вызывает миграцию биогенных веществ по рельефу местности;
6. Доставка удобрений на поля на необорудованной для этой цели технике, что приводит к их потерям по дороге от хранилищ к угодьям;
7. Отсутствие подготовленных складов для минеральных удобрений, что вызывает их потери во время хранения. Наряду с перечисленными факторами на уровень технологических потерь влияют и физико-географические условия местности.
Большое влияние на процессы биогенного загрязнения вод оказывают селитебные территории. Сельские населенные пункты в основном не обеспечены очистными сооружениями. В селах в отличие от городов сохраняются некоторые условия для закрепления биогенных элементов и хозяйственно-бытовых отходов почвами приусадебных и дачных участков. Однако нельзя не учитывать поступления биогенов с общей застроенной территории в период дождей и снеготаяния. Эффективны следующие меры создание защитных полос, водоохранных зон рек, водохранилищ и озер, санитарных зон водозаборов и т.д.
Наряду с антропогенными источниками биогенной нагрузки существенную роль играют такие факторы, как атмосферные осадки и естественный растительный покров. Влияние естественной растительности на биогенное загрязнение вод зависит от содержания азота и фосфора в лесном опаде. Основная часть биогенных веществ после разложения опада поступает в почву и усваивается растительностью, а оставшаяся переносится поверхностным стоком по водосбору и поступает в водоем. Для атмосферных осадков характерны следующие особенности. Выпадение жидких и твердых осадков приводит к возникновению поверхностного стока, качественный состав которого определяется как самими осадками, так и интенсивностью хозяйственной деятельности в пределах площади водосборов. Часть атмосферных осадков, минуя водосбор, выпадает непосредственно на поверхность водоемов, загрязняя их.
Существенное влияние на миграционные процессы оказывает лесная растительность. В формировании выноса биогенных веществ большую роль играет не только степень залесенности водосборов, но и топография участков леса в пределах водосбора, поскольку на м играционные процессы влияют не все лесные массивы, а лишь те, через которые проходит значительная часть стока.
Таким образом, чем больше поверхностные воды соприкасаются с нераспаханными угодьями, тем меньше биогенных веществ выносится ими в водные объекты.
Различают следующие статусы трофности водоемов: олиготрофные водоемы (глубокие озера ледникового происхождения на кристаллических породах), мезотрофные, эвтрофные озера и гиперэвтрофные водоемы. В первых двух видах среди продуцентов преобладают макрофиты, а во вторых преобладают микрофиты. Критерии статусотрофности водоема: по превышению концентрации биогенных элементов; по содержанию хлорофилла в планктоне, м кг/кг; по показателям первичной продуктивности, по соотношению микрофитов и макрофитов, по увеличению продуктивности за счет продуктивности микрофитов; по показателям фауны беспозвоночныхмикробеонтов; по показателям рыбопродуктивности.
Альтернативные системы земледелия, их основные принципы и экологическое значение. Проблемы ведения хозяйства в условиях дефицита минеральных удобрений. Экологические аспекты технологий вермикультуры и биогумуса.
Альтернативное земледелие основано на строгом соблюдении научных рекомендаций по освоению природно-ресурсного потенциала сельскохозяйственных угодий и более умеренном использовании факторов интенсификации с целью уменьшения техногенных воздействий на агроэкосистемы, а также сохранения функциональных компонентов динамического равновесия составляющих агроэкосистемы.
При определенных условиях факторы интенсификации, например внесение минеральных удобрений в доза