9.1 Проблема применения удобрений.

Существенным фактором загрязнения среды является химизация сельского хозяйства.

Непрерывная интенсификация сельского хозяйства и более широкое использование искусственных веществ (химических удобрений, пестицидов), ведут к необратимому загрязнению культивируемых земель.

В настоящее время сельское хозяйство должно производить все возрастающее количество продуктов питания, В то время как обрабатываемая площадь (на одного человека) уменьшается, что связано с ростом населения, урбанизацией, индустриализацией и не сельскохозяйственным использованием земель. Повышение плодородия земель достигается путем интенсификации сельскохозяйственного производства – это приводит ко все возрастающему нарушению баланса энергии и круговорота веществ в экосистеме.

Громадные избытки твердых отходов с/х происхождения, получаемые в процессе производства или потребления продукции растениеводства и животноводства во всех промышленно развитых странах, больше не возвращаются на поля, как это происходило в традиционном земледелии. Эти продукты больше не включаются в природные круговороты веществ, а выбрасываются на свалки, где в результате их анаэробного брожения выделяются токсичные серные и аммонийные соединения, которые обуславливают усиливающееся загрязнение почв.

Химические удобрения вводят в почву с целью увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Вместе с урожаем мы изымаем из почв определенные количества питательных для растений элементов: азота, фосфора, калия и в меньшей степени серы, кальция, магния и других микроэлементов. Следовательно, необходимо восстановить потерю путем внесения в почву фосфатов, нитратов, солей калия и т.д. в количестве, эквивалентном изъятому с урожаем.

Наиболее часто используются: из азотных удобрений - нитраты аммония и кальция, сульфат аммония и мочевина; фосфор употребляется в виде суперфосфатов; хлористый калий и в меньшей степени азотнокислый калий и сильвинит (двойной хлорид калия и натрия) входят в состав обычных калий ных удобрений. Из соображений экономии удобрения часто вносятся в почву неочищенными или недостаточно очищенными, т.е. содержащими в следовых концентрациях многие токсичные металлы и металлоиды, малоподвижные в почве. Внесение из года в год одних и тех же удобрений на одних и тех же сельскохозяйственных площадях может привести к увеличению концентраций токсичных элементов в поверхностном слое почвы до токсичных для растений и человека значений.

Поиски максимальной продуктивности при индустриальной эксплуатации огромных земельных массивов, приводят. Кроме всего прочего, к пересыщению почв химическими удобрениями.

Избыточное употребление нитратов и фосфатов, помимо загрязнения почвы и воды поверхностных водоемов, куда смываются удобрения с полей осадками и в составе сточных вод, подвергается опасности и стабильность экосистем. Целый ряд экспериментов доказал, быстрое истощение органического комплекса в почвах и нарушение физической структуры почв на участках, подвергавшихся систематической обработке химическими удобрениями. Большая часть нитратов, вносимых в избытке в почвы на полях, занятых под зерновые культуры, не усваивается растениями.

Большое количество минеральных удобрений, почвы и органики, смывается в водные объекты с сельскохозяйственных территорий во время половодья и после сильных дождей. Чрезмерное обогащение водоемов биогенами приводит к их эвтрофикации, т.е. резкому повышению биопродуктивности и массовому размножению фитопланктона, в первую очередь неприхотливых сине-зеленых водорослей.

«Цветение» воды и постепенное отмирание массы водорослей становятся источником вторичного загрязнения, приводят к расходованию всех запасов кислорода и медленному «умиранию водоема».

Загрязнение биогенными элементами — следствие применения минеральных удобрений. «Утечка» биогенов из внутрисистемных круговоротов происходит:

• для азота — в процессе денитрификации (в форме аммония), при выщелачивании (растворение и вынос), улетучивании;

• для фосфора — при выщелачивании;

• для калия — при вымывании.

Растения используют азот органических удобрений на 30%, ми­неральных — на 50%, в год внесения вынос азота составляет до 15—20% от вносимой дозы.

Вымывание фосфора составляет около 1—2% от внесенной дозы.

Вынос калия в связи с его высоким содержанием в почве дос­таточно велик и составляет 7—9 кг/год для суглинистых почв и 20—28 кг/год для песчаных.

Биогенные вещества поступают в водные объекты с рассеянным стоком, вызывают их эвтрофирование, снижение концентрации ра­створенного кислорода, нарушению видового соотношения в вод­ных экосистемах, гибели рыб.

Хорошая растворимость азотных соединений влечет загрязне­ние подземных вод, с фосфором поступают в почву F, V, Сu, As, Fe, Sr, калийные удобрения загрязняют почву хлором.

Загрязнение почв пестицидами

Пестициды уничтожают почвенную флору и фауну, микроорга­низмы, 70% из них переходит в водные объекты, где они поражают растительные сообщества и фауну (в т.ч. рыбу). Особенно опасны персистентные и обладающие кумулятивными свойствами хлорорганические соединения (ДДТ, ГХЦГ и др.). Токсичность и устойчи­вость ряда пестицидов в окружающей среде делают их опасными для всей экосистемы.

В условиях интенсивного применения они накапливаются в почвах, других объектах окружающей среды, кумулируются в живых организмах. Например, с растительной про­дукцией выносится до 20% внесенного количества [6].

Пестициды – ядовитые вещества, предназначенные для уничтожения паразитов и вредителей растений животных и человека. Их название произошло от английского слова pest, что означает «расхититель, пожиратель».

По объекту воздействия пестициды делятся на:

1. Инсектициды – предназначаются для уничтожения насекомых;

2. Гербициды – для уничтожения сорняков;

3. Фунгициды – для борьбы с фитопатогенными грибками;

4. Нематоциды – для уничтожения круглых паразитических червей;

5. Родентициды (зооциды) – для борьбы с грызунами;

6. Лиматоциды – для уничтожения моллюсков;

7. Альгициды – для уничтожения нежелательных водорослей.

Повсеместное использование пестицидов началось в конце второй мировой войны. В 1939 г. В Западной Европе были разработаны два сильнодействующих инсектицида: ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) и ГХЦГ(гексахлороциклогексан), основанные на линдане. Первое применение ДДТ имело очень большой успех. В середине зимы 1944 г., в самый разгар войны, применение ДДТ позволило остановить эпидемию тифа в союзнических армиях и организовать систематическое удаление вшей у населения. Снижение численности вредителей благодаря применению ДДТ во многих случаях привело к резкому росту урожая.

Казалось, что люди получили «чудо оружие», чрезвычайно токсичное для насекомых и относительно безвредное для человека. ДДТ обладал широким спектром действия, был стоек в окружающей среде, а производство его было недорогим. Достоинства ДДТ казались столь выдающимися, что его создатель – швейцарский химик П.Мюллер получил за свое открытие Нобелевскую премию.

Однако вскоре стало очевидным, что применение пестицидов вызывает целый ряд проблем:

- приспособляемость и развитие устойчивости вредителей к применяемым препаратам

- восстановление и вторичные вспышки численности вредителей, повышение их агрессивности

- рост затрат на применение в возрастающих дозах все новых и более дорогих пестицидов

- отрицательное воздействие на природную среду и здоровье человека.

В начале 1970-х годов применение ДДТ в большинстве развитых стран запрещено. На смену ему пришли менее токсичные препараты, быстрее разрушающиеся во внешней среде.

Непрерывная интенсификация сельского хозяйства и более широкое использование искусственных веществ (химических удобрений, пестицидов), ведут к необратимому загрязнению культивируемых земель.