18. Мероприятия по улучшению качества сельскохозяйственной продукции.

19. Экологические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв,

защита от загрязнения тяжелыми металлами.

Современные почвы характеризуются не только колоссальным антропогенным загрязнением, но и значительным снижением естественных природных механизмов, определяющих устойчивость и продуктивность экосистем, а также чистоту окружающей среды. Среди основных причин, приводящих к нарушению этих процессов, выступают дегумификация почвенного покрова, увеличение кислотности почв, нарушение гидрологического режима, переуплотнение почв и др. ухудшение экологического состояния почвенного покрова создает условия для продуцирования микроорганизмами необычайно токсичных веществ - микотоксинов, что может иметь непредсказуемые экологические последствия. В связи с этим следует поддерживать естественное плодородие почв. Основным направлением в решении этого вопроса является систематическое внесение органических удобрений. Для нечерноземных почв доза их составляет 6-7 т/га. Эффективным является и применение сидератов. Хорошие результаты дают применение соломы, 1 т которой эквивалентна 3,5-4 т навоза. Создание повышенного органического фона будет способствовать активизации биологических процессов в почве, что положительно скажется на обеспеченности растений питательными веществами и биологически активными соединениями, на лучшем фитосанитарном состоянии почв. В свою очередь, повышение этих показателей явится основой для экономии энергетических ресурсов.

Пути предотвращения и снижения опасности загрязнения почв токсичными тяжелыми металлами.

Тяжелые металлы занимают особое место среди других токсикантов по масштабам загрязнения и воздействия на биологические объекты. ТМ являются микроэлементами, однако значительные концентрации их в настоящее время в почве делают их токсичными для живых организмов. По степени опасности ТМ делят на три класса:

• особо токсичные (As, Cd, Hg, Pb, Se, Zn);

• токсичные (B, Co, Ni, Mo, Sb, Cr, Cu);

• слабо токсичные (Ba, V, W, Mn, Sr).

Опасность, вызванную загрязнением почв ТМ, обусловливает еще и слабое выведение их из почвы. В почве ТМ претерпевают ряд химических превращений, в ходе которых их токсичность изменяется в очень широких пределах. Наибольшую опасность представляют подвижные формы ТМ. Подвижность их существенно зависит от почвенно-экологических факторов, среди которых основными являются органическое вещество, кислотность почвы, ОВ-условия, плотность почв и др. Поэтому, регулируя почвенно-экологические факторы, можно снизить опасность поступления ТМ в пищевые цепи. Для ликвидации последствий загрязнения почв ТМ важное значение имеют предупредительные меры, которые базируются на совершенствовании технологий производства, в т.ч. технологий производства агрохимикатов. Хорошо очищенные отходы химической и машиностроительной промышленности после обогащения фосфором представляют большую ценность для с/х. Для очистки сточных вод, достаточно широко применяемых в качестве удобрения, используют различные вещества: известняк, ионообменные смолы, синтетические сорбенты. Эффективными методами являются обратный осмос, вымораживание, электролиз. Некоторые микроорганизмы способны концентрировать некоторые металлы. Эта способность дает возможность получать медь, уран и другие металлы микробиологическим путем и тем самым очищать сточные воды от ТМ. Для ликвидации уже существующего загрязнения применяют материалы, связывающие ТМ в недоступные формы (органические и минеральные удобрения, известь, цеолиты, синтетические смолы и др.). рекомендуется также возделывать культуры, толерантные к загрязнению и не влияющие на здоровье людей или используемые в технических целях. Для сильно загрязненных территорий практикуют удаление загрязненного слоя с последующим извлечением ТМ путем перевода их соединений в подвижную форму и дальнейшего вымывания раствором FeCl3 в кислой среде. Внесение в почву солей железа способствует улучшению физического состояния: происходит агрегирование почв за счет склеивающего эффекта железогуматных комплексов. При завершении очистки проводят комплексное окультуривание почвы: известкование, внесение органических и минеральных удобрений, компенсирующих потери биогенных элементов при промывке. Менее дорогим приемом рекультивации почв является внесение веществ-инактиваторов, например, меркапто-8-триазин. При этом Cd, Pb, Hg и Ni прочно фиксируются в почве в нерастворимом и недоступном растениям виде. Элементы питания - Ca, Mg, K и другие - при этом не закрепляются. Недостатком этого приема является ограниченная емкость и инактивирующая способность веществ-инактиваторов. В основе химической мелиорации также лежит перевод ТМ в недоступное состояние, главным образом путем изменения реакции среды. В гумидных регионах с избыточным увлажнением достигается это с помощью известкования. Защитное действие извести проявляется в результате замены водорода в ППК на кальций. При этом происходит нейтрализация среды и образование коллоидов гидроксидов ТМ, находящихся в почвенном растворе. Важное место в детоксикации ТМ отводится органическим удобрениям, которые также снижают подвижность ТМ вследствие образования органо-минеральных соединений, обладающих низкой растворимостью. Однако при этом необходимо учитывать степень разложения органического вещества. Внесение в почву неразложившейся и слаборазложившейся соломы повышало подвижность ТМ при рН 8. Для снижения фитотоксичности ТМ можно использовать природные цеолиты, которые являются не только хорошими сорбентами, но и источниками элементов питания, а также веществами, улучшающими структуру почвы. В целях снижения опасности загрязнения почв ТМ значительную роль играют агрономические средства защиты, главным образом подбор сельскохозяйственных культур, использование различных частей растений с учетом неодинаковой способности их к накоплению ТМ и др.

IV. 20. Эколог. аспекты известкования почв. В настоящее время острота экологических проблем, начавшихся с локальных загрязнений, выросла до угрозы глобальных катастроф. Почвы медленно накапливают загрязняющие вещества, выполняя при этом протекторные функции в отношении других природных образований. Но, играя барьерную роль, они постепенно сами подвергаются загрязнению, и на каком-то этапе оно может достичь таких уровней, когда почвенный покров становится мало пригодным для сельскохозяйственного использования. На таких почвах для получения экологически чистой продукции растениеводства необходимы приемы, ограничивающие подвижность загрязняющих веществ и ведущие к снижению токсического действия на растения. Например, к таким приемам относится  применение минеральных удобрений в сочетании с известкованием как приемом химической мелиорации почвы, тогда в комплексе создаются оптимальные условия питания растений и улучшения свойств почвы. Известкование снижает кислотность почвы и улучшает ее свойства, усиливает биологическую активность, мобилизует фосфор, молибден, но иммобилизует железо, цинк, никель, медь, кобальт, марганец и другие элементы. Известкование также ослабляет токсичность многих тяжелых металлов, как кадмий, свинец, стронций, ртуть, и другие, снижая их доступность растениям. Установлено, что использование доломитовой муки уменьшает подвижность тяжелых металлов и токсичность для культур, усиливает микробиологическую и ферментативную активность, мобилизует элементы питания и тем самым оптимизирует питательный режим, способствует закреплению в почве гумуса, положительно влияет на реакцию почвенной среды, улучшает экологическую обстановку в целом. Исследования в этой области показывают, что при известковании подвижность свинца и кадмия резко снижается, мышьяка - возрастает. Наибольший санирующий эффект достигается при сочетании известкования с применением органических удобрений. При этом содержание ТМ в зерне зерновых культур снижается в 1,2-4,3 раза.

IV. 21.Эколог. значение з/бобовых к-р в земледелии. В условиях современного сельского хозяйства особое внимание заслуживают приемы биологизации земледелия, позволяющие экономно и рационально использовать минеральное и органическое удобрение и повышать плодородие почвы на основе разработки рациональных систем земледелия. Системы земледелия должны быть энергосберегающими, экологически безопасными как в отношении агропродуктов, так и окружающей среды. Широкое использование биологического азота в

земледелии обеспечивает снижение энергозатрат, экономию материальных ресурсов, уменьшает загрязнение окружающей среды продуктами деградации азотных удобрений. Кроме того, возделывание бобовых способствует оптимизации микробиологической обстановки в почве, улучшению целого ряда её физико-

химических свойств, в результате чего существенно повышается почвенное плодородие. Экологическое значение зернобобовых культур в современных системах земледелия, особенно альтернативных, экологических неоспоримо. Так, корневые и послеуборочные остатки довольно богаты азотом, легко и быстро разлагаются в

почве, стимулируют биологическую активность почвенной микрофлоры. Систематическое обогащение почвы органическим материалом стабилизирует высокое содержание гумуса, улучшает физические свойства почвы. З/боб. к-ры являются бережливыми и экономными «хозяевами» на поле. Напр., люпин с пом-ю выделений корневой системы переводит труднодоступные для др. к-р соед-я Р и К в доступные и исп-ет их. Кроме того, с пом-ю глубоко проникающей корневой системы поглощает в подпахотных горизонтах макро- и микроэлем., ранее вымытые из пахотного слоя, и возвращает их в корнеобитаемый горизонт, предохраняя тем самым почвенные воды от загрязнения. Многолетние бобовые травы имеют большое экологическое значение. Они стоят на первом месте среди всех других культур по почвоза­щитной роли. Их мощный травостой надежно укрывает почву от ливней и ветра. Благодаря хорошо развитой корневой системе они укрепляют почву, превращая ее верхний слой в пласт, который не подвержен разрушению водой или ветром. Многочисленные растительные остатки образуют в верхних сло­ях почвы большое количество гумуса, который склеивает почвен­ные частицы в структурные агрегаты. Поэтому после многолетних трав почва имеет повышенное содержание водопрочных структур­ных агрегатов, надежно противостоящих эрозии. Многолетние травы способны усваивать и переводить в органическую форму большое количество минеральных веществ почвы, в том числе вносимых с минеральными удобрениями. В составе растительных остатков многолетних трав эти вещества не вымываются из почвы и не заг­рязняют окружающую среду.

IV. 22. Роль к-р и сорта в биологич. земледелии. Биологическое земледелие ведется для снижения негативного воздействия химизации земледелия, сохранения равновесия в экологической системе почва-растение-животное-человек, то есть равновесия между природными условиями и мероприятиями, которые проводит человек. Но главным заданием биологического земледелия является получение высококачественной, биологически чистой продукции растениеводства без которой невозможно говорить о здоровом образе жизни человека. При переходе на биологическое земледелие предусматривается значительное уменьшение использования минеральных удобрений и пестицидов. Ограничение первых планируется за счет органических удобрений и биоудобрений на основе высокоэффективных штамов микроорганизмов, а вторых - за счет перехода на биологические методы защиты. Биологическая система земледелия в последние годы приобрела широкое распространение в США и странах Западной Европы. При использовании биологической системы в Германии в среднем за пять лет урожайность сельскохозяйственных культур уменьшилась на 9-36%, а затраты труда увеличились на 20-30% в сравнении с традиционной системой. Результаты проведенных в этой стране исследований в области уровня урожайности трех сортов озимой пшеницы при выращивании по традиционной и альтернативной технологиям свидетельствуют, что в среднем за четыре года при альтернативной системе земледелия урожайность снизилась на 30%. Кроме снижения урожайности при альтернативной технологии хуже были и показатели качества зерна. Так, содержание сырого протеина в зерне составляло 10,5-11,1% против 14,5% при выращивании озимой пшеницы по традиционной технологии. Поэтому важно правильно подобрать культуры и сорта. В с/о необходимо включать: мн. и од. травы – 25%, оз. зерновые – 25%, пропашные, зернобобовые – 25%, яр. зерновые – 25%. В усл. биологизации земледелия особенно необходим всесторонний учет биол. особ-ей выращив. к-р. В с/о с соблюдением плодосмена м/получить урожаи оз. ржи, овса = 35-40 ц/га, мн. трав на сено=80-90 ц/га, люпина узколист.=35-40 ц/га, карт. = 300-350 ц/га. Чтобы получить такие урожаи, предъявляются и новые требования к сортам. Целью селекции для этих условий д/б эф-ые сорта с подходящей для данных эколог. усл., с повышен. стабильностью урожая, а не сорта, кот. обеспечивают выс. урожай при мах-ом уровне вклада (сорта интенсивного типа). Сформированы след. требования к сортам: 1-выс. эф-ть исп-я локальных условий роста (свет, пит. в-ва, тепло, вода), 2- уст-ть к биотич. и абиотич. стрессам, 3- сохр-е почвы и ее естеств. плодородия от эрозии и засоления, 4-низкий вклад антропогенной энергии, 5-отсутсвие накопления полютантов получаемой продукции.

Для получения выс. урожаев нужно четко соблюдать все правила посева: - сеять высококлассные семена, -опт. температура почвы и возд., - глубина заделки семян, - густота стояния посевов, - уход за раст., -вод. и возд. режимы.