Почвы и сельское хозяйство

Сельское хозяйство  обеспечивает человечество продуктами питания и многими видами технического сырья. Темп роста производства пищи постоянно был ниже темпа прироста населения. Одним из важнейших сдерживающих факторов роста населения были локальные  и региональные социально-экологические  кризисы. Первый региональный социально-экологический  кризис был связан с тем, что в  ряде регионов мира возросшее популяция  не могло быть обеспечено пищей, получаемой за счет охоты, рыболовства и сбора  дикорастущих плодов. Это стимулировало  переход 5-7 тыс. Лет тому назад от присваивающего к производящему хозяйству.

На каждого обитателя  Земли в настоящее время приходится в среднем около ј га пашни. 90% Площади возделанных земель находятся в тропиках, субтропическом, суббореальном поясах и разделены меж ними практически поровну. Но показатель относительного использования земель больший в суббореальном поясе - в полосе лесостепи, степей и прерий (32%). тут смешиваются более благоприятные почвенные и климатические условия для выкармливания основных земледельческих культур.

Самое огромное значение земли в том, что люди берут  из нее практически все нужное для собственной жизни. В настоящее  время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством  с пищей, около 10% её люди получают от естественных лугов, пастбищ, лесов  и 2% дают ресурсы Мирового океана.

утраты земли

более ценные в сельскохозяйственном отношении земли включают пашню, залежи и многолетние насаждения. Из всех возделываемых земель 590 млн. Га приходится на долю зерновых, дающих в год 1197,5 млн т зерна.

Несмотря на огромную потребность в расширении посевных площадей, освоения новейших земель в  отдельных регионах мира уже фактически не приводит к увеличению мировой  пашни. Во-первых, сразу с распашкой новейших земель значимые площади пашни выбывают из хозяйственного использования из-за различных форм детириорации, т. Е. Порчи земли. Значимые издержки на мелиорацию частенько уже не могут приостановить этот процесс.

Основными причинами  утраты части земельных ресурсов сельского хозяйства являются:

· Эрозия земли - смыв либо сдувание поверхностного, более  плодородного слоя земли водой и  ветром;

· утрата гумуса и  понижение плодородия вследствие неверной агротехники, в основном из-за отсутствия севооборотов и недостаточного возвращения  в почву питательных веществ;

· Подтопление и  вторичное засоление земли, вызываемое бездренажным орошением и неконтролируемой подачей воды;

· Машинная деградация земли (переуплотнение, нарушение структуры  пахотного слоя, смешивание его с  подстилающей породой и т. П.);

· Химическое и радиационное загрязнение земли.

Одним из более серьезных  проявлений деградации земель является «техногенное опустынивание», вызванное  деятельностью человека и переменами климата. Крупная площадь современных  пустынь имеет антропогенное  происхождение. От деградации земли  уже пострадали 70% засушливых земель планеты (3,6 млрд га) - территория которая по площади в три раза больше Европы.

трудности загрязнения почв

Отрицательное влияние  на почву оказывают отходы промышленных компаний, выхлопные газы автотранспорта, шахтные воды, отходы нефтепромыслов. Лишнее количество марганца, хрома, меди, кобальта, никеля, свинца и остальных частей, содержащихся в почвах вблизи заводов, понижает урожайность зерновых на 20 - 30 % , бобовых на 40, картофеля - на 47, кормовой и сахарной свеклы на 35%. Загрязнение гумусового слоя пылью тяжелых металлов, их солей совместно с попаданием в почву соединений серной кислоты действует угнетающе на развитие растений, вызывает смерть их корневой системы, понижает сбор. Поэтому борьба с выбросами промышленных компаний является сразу борьбой за сохранение плодородия почв. Разработка производственных действий обязана быть построена так, чтоб исключить попадание вредных отходов, остатков и загрязнений в почву.

Загрязнение почв чужеродными  химическими веществами наносит  им большой вред. Для борьбы с  вредителями сельскохозяйственных растений и с сорняками обширно  используют разнообразные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты. Установлено, что устойчивые пестициды, защищающие растения от вредителей, болезней и сорняков, сохраняют до трети  урожая, но сразу они отрицательно влияют на численность и активность почвенной фауны и микроорганизмов. Пестициды и продукты их естественных перевоплощений вредны для личинок  таковых нужных в природе животных, как насекомые-опылители и насекомые-энтомофаги, насекомоядные, хищные, для промысловых  птиц и млекопитающих.

Остатки пестицидов совместно  с собранным урожаем и водой  могут попадать в воду, причиняя вред здоровью человека. Решить делему внедрения пестицидов в сельском хозяйстве можно серьезной дозой и умелым их внедрением. Нужно создавать такие препараты, которые сравнимо скоро разрушаются, а продукты их естественной переработки обязаны быть неядовитыми. В последние годы для борьбы с сельскохозяйственными вредителями стали использовать новейшие скоро разлагающиеся препараты. Но неувязка получения ядохимикатов избирательного деяния просит дальнейших разработок.

Другая неувязка - правильное внедрение химических удобрений. Неверный подбор минеральных удобрений  может вызывать лишнее подщелачивание либо подкисление земли. Для лесных кислых почв необходимы подщелачивающие  удобрения ( натриевая и аммонийная селитры ), известкование земли. На карбонатных почвах и в аридных районах необходимы подкисляющие удобрения: суперфосфат, сульфат аммония и др. В особенности осторожно следует использовать минеральные удобрения на почвах, испытывающих засоление.

Существенным фактором загрязнения среды является химизация  сельского хозяйства. Даже минеральные  удобрения при неверном их применении способны наносить экологический вред при сомнительном экономическом  эффекте. Высокие дозы азотных удобрений  являются одной из обстоятельств скопления в растениях нитратов. Сами по себе они не совсем токсичны. Но при употреблении растительных товаров в пищу содержащиеся в них нитраты под действием микрофлоры кишечника восстанавливаются в нитриты, которые во много раз токсичнее.

Пестициды

Понятие пестициды (от пестис - зараза, цедерс - убивать) объединяют группу веществ, которые употребляются для ликвидирования либо понижения численности нежелательных для человека организмов. Фактически все эти вещества относятся к ксенобиотикам, т. Е. Чуждым для живых организмов и биосферы в целом.

Применение  пестицидов: цели и  результаты

Пестициды можно разглядывать как дитя культурного хозяйства. Их используют почаще всего в искусственно создаваемых человеком системах (агроценозах) либо в природных экосистемах, где нарушены механизмы саморегулирования (гомеостаз). время от времени пестициды приходится использовать и в стабильных естественных экосистемах для угнетения вспышек массового размножения отдельных организмов, обусловленных естественным ходом развития. Последнее традиционно более частенько встречается в лесных экосистемах. К примеру, подобные вспышки характерны для насекомых, питающихся листвой либо хвоей деревьев. Такие насекомые, сибирский шелкопряд, листовертки, пилильщики и остальные, способны повреждать, а часто и уничтожать леса на тыщах и даже миллионах гектаров.

обширно употребляются пестициды также для борьбы с кровососущими насекомыми (комары, мошки, слепни), животными - переносчиками болезней (грызуны, иксодовые клещи, малярийный комар, москиты).

Имеются сведения, что  благодаря пестицидам удалось предупредить либо резко ослабить приблизительно 30 болезней человека и домашних животных, спасти не меньше 25 млн. Человек и  предупредить около 1 млрд. Заболеваний. Отмечается, что во второй мировой  войне от сыпного тифа (переносчик - плотяная вошь) во многом благодаря пестицидам умерло меньше людей, чем от ранений (во всех остальных войнах соотношение было противоположным).

конкретно пестициды дозволили практически полностью ликвидировать либо свести на нет такие болезни, как малярию, клещевой энцефалит, туляремию и остальные.

Виды  пестицидов

В 40-х годах нашего столетия для ликвидирования вредных (с точки зрения человека) организмов начали обширно использовать синтетические органические соединения - пестициды. В зависимости от объекта назначения их подразделяют на инсектициды (лат. Инсекта - насекомое) - убивают насекомых, гербициды (лат. Херба - травка) - уничтожают сорняки, фунгициды (лат. Фунгус - гриб) - средства против грибковых заболеваний, акарициды (лат. Акарос - клещ) - ликвидирование клещей, альгициды (лат. Альга - водоросль) - ликвидирования водорослей и др. Ни один из этих химикатов не владеет абсолютной избирательностью и представляет опасность для остальных групп организмов, в том числе для людей. Поэтому все они - биоциды, т. Е. Вещества, угрожающие разным формам живого. Даже сравнимо не достаточно токсичные пестициды не подвергаются ферментативному разложению. Никакие организмы не располагают соответствующими механизмами детоксикации. Практически все пестициды являются ксенобиотиками.

В группу пестицидов входят, не считая этого, вещества, изменяющие физиологические функции организмов либо воздействующие на отдельные их органы (бесплодие, болезни, поведение  и т. П.). Соответственно существует огромное количество более частных  заглавий веществ из группы пестицидов. Дефолианты (лат. Де - удаление, отделение, фолиум - лист) - для удаления листвы с растений; дефлоранты (флора - богиня цветов) - для ликвидирования растений растений; репелленты (лат. Репелленс - отталкивающий, отгоняющий) - для отпугивания животных, аттрактанты (лат. Аттрахере - завлекать) - для привлечения животных, фумиганты (лат. Фумиокуривать, дымить) - для окуривания сельскохозяйственных угодий либо различного вида помещений с целью дезинфекции и т. П.

Группы (поколения) пестицидов

В последнее время  предпочтение отдается пестицидам высокой  степени ядовитости, но с маленьким  периодом жизни (пестициды третьего поколения, по Б. Небелу). К ним, в частности, относятся фосфорорганические соединения (дихлофос, карбофос, хлорофос и др.). Период их жизни традиционно колеблется от нескольких дней до недель.

остальные характеристики характерны для пестицидов из группы галагенированных углеводородов (пестициды второго поколения). К ним относятся получивший широкую известность ДДТ (дихлордифенилдихлорэтан), а также дильдрин, линдан, альдрин и остальные. Важнейший их отрицательный экологический эффект - долгий период жизни, хотя и при несколько более низкой ядовитости, чем у фосфороганических пестицидов. Так, ДДТ сохраняется в окружающей среде десятки лет (период полураспада порядка 20 лет).

Наряду с продолжительностью жизни самих пестицидов следует  учесть степень влияния на организмы  либо отдельные элементы экосистем  товаров их распада. В этом отношении  более показательны пестициды, содержащие тяжелые сплавы (свинец, мышьяк, ртуть). Они могут быть как органической природы, к примеру ртутьорганические (гранозан, меркуран и др.), Так и неорганические, к примеру мышьяксодержащие (арсенат натрия, арсенат калия). Эти пестициды Б. Небел относит к первому поколению. Они различаются значимой стойкостью (ртутьорганические - до 10 лет). Но еще большей стойкостью и отрицательным эффектом характеризуются продукты их распада. Выставленные тяжелыми сплавами. Последние способны накапливаться в почвах, цепях питания и соответственно в продуктах, употребляемых в пищу.

Инсектицид  ДДТ

В 1938 г. Был рекомендован к применению мощный инсектицид - дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ). Казалось, что люди получили «чудо оружие», вещество очень токсичное для насекомых и относительно безвредное для человека. ДДТ владел широким диапазоном деяния, был стоек в окружающей среде, а создание его было совершенно недорогим.

понижение численности  вредителей благодаря применению ДДТ  во многих варианта привело к резкому  росту урожая. Не считая того, ДДТ  оказался эффективным средством  борьбы с насекомыми - переносчиками  инфекционных заболеваний (сыпного  тифа, малярии и др.). Достоинства  ДДТ казались столь выдающимися, что его создатель - швейцарский  химик П. Мюллер получил за свое открытие Нобелевскую премию. Неудивительно, что это вещество возглавило бесконечный  список пестицидов, глобальная коллекция  которых выросла до 6000 наименований, а их создание достигло 1,2 млн. Т в  год.

но скоро стало  естественным, что применение пестицидов вызывает целый ряд заморочек:

Ш Приспособляемость и развитие стойкости вредителей к применяемым продуктам.

Ш Восстановление и вторичные вспышки численности вредителей, повышение их злости.

Ш Рост издержек на применение в растущих дозах все новейших и более драгоценных пестицидов.

Ш Отрицательное действие на природную среду и здоровье человека.

В начале 1970-х годов  применение ДДТ в большинстве  развитых государств было запрещено. На смену ему пришли менее токсичные  препараты, быстрее разрушающиеся  в окружающей среде. Спустя более  полувека с начала внедрения пестицидов следует признать, что беспрецедентная  химическая война с вредителями  сельского хозяйства фактически полностью проиграна. Несмотря на многомиллиардные издержки на создание и применение пестицидов, утраты урожая от вредителей не уменьшились. Насекомые приспосабливаются к ядам еще быстрее, чем у исходных форм. Уже не существует эффективных средств против таковых вредителей, как колорадский жук, совка, капустная моль. В итоге люди не смогли надежно защитить растения, не смогли полностью убить ни одного вида вредных организмов, зато значительно увеличили загрязнение почв и биосферы в целом.

Ставшая уже классической история ДДТ наглядно иллюстрирует опасность химизации сельского  хозяйства. Пестициды равномерно накапливаются  в почве и воде, а потом по пищевым цепям переходят в  растения, в животных и организм человека. Хотя ДДТ уже много лет  снят с производства и повсеместно  запрещен к применению, в природной  среде циркулируют около миллиона тонн этого ядовитого вещества. Его  обнаруживают в воде и воздухе, в  организмах животных и человека, даже в тех районах земного шара, где никогда не проводились химические обработки растений. Применение ДДТ  и его аналогов имело множество  серьезных экологических последствий. В итоге загрязнения земли  и заражения биосферы гибнут целые  популяции нужных насекомых, рыб, птиц и остальных животных. По данным ВОЗ, отравление пестицидами каждый год поражает в мире до двух миллионов  человек и уносит до 40 тыс. Человеческих жизней.

Экологические последствия внедрения  пестицидов

довольно отметить, что лишь около 1% вносимых в среду  ядов имеет непосредственный контакт  с теми видами организмов, против которых  они используются. Остальная их масса  попадает в разные звенья среды и  небезразлична для их жителей. Экологическая  вредность пестицидов зависит в  основном от их ядовитости, продолжительности  жизни, способности избирательно действовать  на отдельные организмы и трансформаций  в среде.

Имеются данные, что  печально узнаваемый ДДТ под действием  ультрафиолетового излучения преобразуется  в другой стойкий и ядовитый углеводород - полихлорированный бифенил (ПХБ). Последний, как и сам ДДТ, имеет значимый срок жизни, накапливается в цепях питания, поражает репродуктивные и остальные структуры.

Пестициды хотя и владеют  избирательным действием на организмы, но эта избирательность относительна. Фактически нет пестицидов, которые  в той либо другой мере не поражали остальные организмы, в особенности  близкие в систематическом отношении. Тем более что совсем частенько концентрация пестицидов в цепях питания возрастает в силу биоаккумулирующего эффекта.

феноминальный итог внедрение пестицидов возникает и в том, что увеличение размеров их внедрения не устраняет от утрат продукции. Сохраняет свой смысл выражение «человек получает от сельского хозяйства только то, что ему соизволили бросить вредители».

произнесенное, но, не означает, что нужно или полностью отрешиться от пестицидов, или постоянно увеличивать объемы их внедрения.

Пестициды, причиняющие  малый вред среде и экосистемам (к примеру, с маленьким сроком жизни), целесообразно использовать лишь в тех вариантах, когда остальные  способы не разрешают достичь  поставленной цели. К примеру, для  снятия «вспышек численности» нежелательных  видов. В остальных вариантах  нужно употреблять более мягкие способы. Их традиционно называют «безпестицидные технологии», «биотехнологии», «биологические меры борьбы с вредителями» и т. П.

Новая стратегия защиты сельскохозяйственных культур обязана, по-видимому, исходить не из идеи ликвидирования неугодных нам форм жизни, а из идеи контролируемого сосуществования с ними и сдерживания численности агрессивных видов, что предполагает сохранение биоразнообразия и все более обширное применение биологических способов борьбы с вредителями.

Минеральные удобрения

Минеральные удобрения - неизбежное следствие интенсивного земледелия. Имеются расчеты, что  для заслуги хотимого эффекта от внедрения минеральных удобрений мировое потребление их обязано составить около 90 кг/год на человека. Суммарное создание удобрений в этом случае достигает 450 -500 млн.Т/год. В настоящее время мировое создание минудобрений равно 200 - 220 млн.Т/год либо 35 -40 кг/год на чел.

Применение удобрений  можно разглядывать как одно из проявлений закона роста вложения энергии в  единицу производимой сельскохозяйственной продукции. Это означает, что для  получения одной и той же прибавки урожая требуется все большее  количество минеральных удобрений. Так на начальных этапах внедрения  удобрений прибавку 1 т зерна с  га обеспечивает внесение 180-200 кг азотных туков. Следующая дополнительная тонна зерна связана с дозой удобрений в 2 - 3 раза большей.

Экологические последствия  внедрения минеральных удобрений  целесообразно разглядывать, по крайней  мере, с трех точек зрения:

1. Местное влияние  удобрений на экосистемы и  земли, в которые они вносятся;

2. Запредельное влияние  на остальные экосистемы и  их звенья, до этого всего на  водную среду и атмосферу;

3. Влияние на качество  продукции, получаемой с удобренных  почв, и здоровье людей.

Влияние минеральных  удобрений на земли

В почве как системе  происходят такие конфигурации, которые  ведут к потере плодородия: повышается кислотность, меняется видовой состав почвенных организмов, нарушается круговорот веществ, разрушается структура, ухудшающая остальные характеристики.

Имеются данные (Минеев, 1964), что следствием роста кислотности  почв при применении удобрений (до этого  всего кислых азотных) является завышенное вымывание из них кальция и  магния. Для нейтрализации данного  явления приходится вносить в  почву эти элементы.

Фосфорные удобрения  не владеют столь выраженным подкисляющим эффектом, как азотные, но они могут  вызывать цинковое голодание растений и скопление стронция в получаемой продукции.

Многие удобрения  содержат посторонние примеси. В  частности, их внесение может повышать радиоактивный фон, вести к прогрессивному скоплению тяжелых металлов.

Основной метод  уменьшить эти следствия - умеренное  и научно обоснованное применение удобрений (рациональные дозы, малое количество вредных примесей, чередование с  органическими удобрениями и  пр.). Следует также держать в  голове выражение, что «минеральные удобрения являются средством маскировки реальностей». Имеются, к примеру, данные, что с продуктами эрозии почв выносится  больше минеральных веществ, чем  их вносится с удобрениями.

Влияние минеральных удобрений  на атмосферный воздух и воду

Влияние минеральных  удобрений на атмосферный воздух, как и воду, связано в основном с их азотными формами. Азот минеральных удобрений поступает в воздух или в свободном виде (в итоге денитрификации), или в виде летучих соединений (к примеру, в форме закиси N2O).

По современным  представлениям, газообразные утраты азота из азотных удобрений составляют от 10 до 50% от его внесения. Действующим  средством понижения газообразных утрат азота является научно обоснованное их применение (внесение в корнеобрзную зону для быстрейшего поглощения растениями, внедрение веществ - ингибридов газообразных утрат, к примеру нитропирина и др.).

более ощутимое влияние на водные источники, не считая азотных, оказывают фосфорные удобрения. Вынос удобрений в водные источники сводится к минимуму при их правильном внесении. В частности, недопустимо разбрасывание удобрений по снеговому покрову, рассеивание их с летательных аппаратов вблизи водоемов, хранение под открытым небом и т. П.

Влияние минеральных  удобрений на качество продукции  и здоровье людей

Минудобрения способны оказывать отрицательное действие как на растения, так и на качество растительной продукции, а также на организмы, её потребляющие. Главные из таковых действий представлены в таблицах 1, 2.

При больших дозах  азотных удобрений возрастает риск заболевании растений. Имеет место  чрезмерное скопление зеленоватой  массы, и резко растет возможность  полегания растений.

Многие удобрения, в особенности хлорсодержащие (хлористый  аммоний, хлористый калий), отрицательно действуют на животных и человека в основном через воду, куда поступает  высвобождающийся хлор.

Отрицательное действие фосфорных удобрений связано  в основном с содержащимися в  них фтором, тяжелыми сплавами и  радиоактивными элементами. Фтор при  его концентрации в воде более 2мг/л  может способствовать разрушению эмали  зубов.

Таблица 1

действие минеральных  удобрений на растения и качество растительной продукции (по различным  источникам)

Таблица 2

действие минеральных  удобрений на животных и человека (по различным источникам)

Заключение

От земли и её плодородия зависит жизнь людей. Почву считают великой лабораторией, арсеналом, доставляющим средства производства, предмет труда, место для поселения  людей. Поэтому о почве нужно  заботиться постоянно, чтоб выполнить  свой долг - бросить её усовершенствованной  последующим поколениям.

Обрабатываемые земли - итог сложных естественных действий и труда многих поколений людей. Поэтому качество почв во многом зависит  от длительности возделывания земли  и культуры земледелия. Совместно  с урожаем человек изымает  из земли существенное количество минеральных  и органических веществ, тем самым  объединяя её. Так, при урожае картофеля  в 136 ц/га почва теряет 48,4 кг азота, 19 кг фосфора и 86 кг калия . Поэтому нужно систематически пополнять запасы этих частей в почве внесением удобрений. Применяя нужные севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек увеличивает её плодородие столь существенно, что большая часть современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека.

таковым образом, в  одних вариантах действие человека на земли приводит увеличению их плодородия, в остальных - к ухудшению, деградации и смерти. К особо опасным последствиям влияния человека на земли следует  отнести ускоренную эрозию, загрязнение  чужеродными химическими веществами, засоление, заболачивание, изъятие  почв под разные сооружения (транспортные магистрали, водохранилища и др.). Вред, наносимый почвам в итоге  нерационального использования  земель, принял угрожающий характер. Уменьшение площадей плодородных почв происходит во много раз быстрее, чем их образование. В особенности опасна для них  ускорения эрозия.

перечень  используемой литературы

1. Константинов В.  М. Охрана природы. - М.: Издательский  центр «Академия»,2000.

2. Воронков Н. А.  Экология общественная, социальная, прикладнаяю. - М.:Агар, 2000.

3. Боков В. А.  И др. Геоэкология. - Симферополь:  Таврия, 1996.

4. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. Человек - Экономика - Биота - Среда. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001