Гигиена сельской местности

2

Содержание

Введение

1.Гигиена сельской местности

2. Экологические факторы деятельности человека в сельской местности

3. Проблемы гигиены сельской местности

Заключение

Библиографический список

Введение

Человек в сельскохозяйственной деятельности, используя земельные, водные, растительные, животные и энергетические ресурсы, обеспечивает себя в первую очередь пищей, оказывая на природу большее воздействие, чем в любой другой деятельности.

В 90-х г. XX в. ежедневно в мир приходит около 250 тыс. человек, которых нужно накормить, одеть и обеспечить жильем. Ожидается, что к 2020 г. население Земли достигнет 8 млрд человек. Для того чтобы прокормить в течение ближайших 20-- 25 лет такое количество людей, потребуется столько же продовольствия, сколько его было произведено с момента зарождения земледелия около 10 тыс. лет назад и до настоящего времени. Производство достаточного количества продовольствия для обеспечения населения Земли в продуктах питания является одной из многих сложных, взаимосвязанных проблем. Другая важная проблема -- качество пищи, наличие в ней необходимых организму белков, витаминов, микроэлементов и т. д. Важно и управление мировыми сельскохозяйственными системами, которое должно осуществляться таким образом, чтобы свести к минимуму вредное воздействие на окружающую среду производства и распределения продовольствия. Все это непосредственно зависит от экологического состояния сельской местности и мероприятие по гигиене агросистем, биоценозов и т.д.

Цель работы: Изучить особенности гигиены сельской местности.

Задачи работы:

· Рассмотреть суть понятие гигиены сельской местности.

· Описать факторы воздействующие на экологию сельской местности.

· Проанализировать проблемы экологии на селе.

1. Гигиена сельской местности

Распространение сельскохозяйственных культур оказало огромнейшее, нередко катастрофическое влияние на наземные экосистемы. Уничтожение лесов на обширных территориях, нерациональное использование земель умеренных и тропических зон безвозвратно разрушило исторически сложившиеся здесь экосистемы. Вместо естественных биоценозов, экосистем, ландшафтов появились агросфера, агроэкосистемы, агроценозы, аграрные ландшафты и т. д.

Агросфера -- глобальная система, объединяющая всю территорию Земли, преобразованную сельскохозяйственной деятельностью человека.

Агроэкосистемы -- экосистемы, измененные человеком в процессе сельскохозяйственного производства. Это сельскохозяйственные поля, огороды, сады, виноградники, полезащитные лесные полосы и т. д. Основой агроэкосистем являются агроценозы.

Агроценозы -- биоценозы на землях сельскохозяйственного пользования, созданные с целью получения сельскохозяйственной продукции, регулярно поддерживаемые человеком биотические сообщества, обладающие малой экологической надежностью, но высокой продуктивностью (урожайностью) одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных.

Аграрный ландшафт -- экосистема, сформировавшаяся в результате сельскохозяйственного преобразования ландшафта (степного, таежного и т. д.).

Агроэкосистемы до начала XX в. по М.С. Соколову и др. (1994) были еще достаточно разнообразны: целинные земли, леса, ограниченные районы многоотраслевого оседлого хозяйства характеризовались незначительным изменением мест обитания. Агроэкосистемы имели своих первичных производителей (дикорастущие растения), которыми человек питался непосредственно или косвенно через дичь, домашних животных. Первичные производители- автотрофы обеспечивали человека растительным волокном, лесоматериалами. Человек являлся основным консументом этой экосистемы, в которой имелось также значительное число диких и домашних животных, обладающих большой суммарной массой. Вся потребляемая человеком продукция трансформировалась в отходы (отбросы), разрушаемые и перерабатываемые редуцентами или деструкторами до простых веществ (нитраты, фосфаты, другие минеральные соединения), которые вновь использовались автотрофами в процессе фотосинтеза (рис. 1). Воронцов А. И., Харитонова Н. 3. Охрана природы. -- М.: Высшая школа, 2007. -- 408 с.

Рис. 1. Поток энергии и круговорот вещества в аграрной цивилизации (по Ф. Рамаду, 1981)

Самоочищение земель и вод здесь осуществлялось полностью, и круговорот веществ в экосистеме не нарушался. Приток солнечной энергии, получаемой человеком в виде химической энергии в процессе обмена веществ при питании (около 4000 ккал/ сут. на одного человека), равнялся примерно такому же количеству энергии, которую человек использовал в виде тепловой (сжигание дров) и механической (тягловая сила) энергии.

До XIX в. в процессе аграрной цивилизации использовалась энергия, которая была накоплена в течение одного вегетационного периода первичными консументами, а также аккумулированная в течение многих лет деревьями. Общее же количество используемой одним человеком энергии (около 22 000 ккал/сут.) лишь вдвое превышало энергопотребление человеком неолита (около 10 000 ккал/сут.).

Таким образом, при становлении аграрной цивилизации экосистема человека имела высокий уровень гомеостаза. Несмотря на антропогенное изменение или замещение экосистем, деятельность человека вписывалась в биогеохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосферу.

Необратимые, глобальные изменения биосферы Земли под влиянием сельскохозяйственного производства резко усилились в XX в. В 70--90-х гг. XX в. внедрение интенсивных технологий (монокультура, высокопродуктивные, но незащищенные сорта, агрохимикаты) сопровождалось водной и ветровой эрозией, вторичным засолением, почвоутомлением, деградацией почв, обеднением эдафона и мезофауны, уменьшением лесистости, увеличением распаханности и т. д.

2. Экологические факторы деятельности человека в сельской местности

Система севооборотов. Соблюдение севооборотов -- чередования культур в пространстве и времени в конкретных условиях того или иного хозяйства --обеспечивает получение наиболее высокой продуктивности возделываемых культур, повышение плодородия почвы и фитосанитарное состояние полей, снижение численности вредителей, болезней и засоренности посевов. Далее перечисляются основные направления совершенствования систем севооборотов в земледелии.

1. Улучшение состава предшественников ведущих культур путем корректировки структуры использования пашни с целью повышения и стабилизации производства зерна, кормов и технических культур. Так, яровую пшеницу лучше размещать по парам, многолетним травам, пропашным культурам, ячмень -- после кукурузы, пшеницы и зернобобовых культур. Не допускать соседства яровых и озимых культур, так как в противном случае будут создаваться условия для быстрого распространения инфекции многих болезней (ржавчина, мучнистая роса и др.) и вредителей (шведская муха, зеленоглазка и т. д.).

2. Специализация севооборотов, насыщение их до оптимальных размеров отдельными культурами (группами культур) с учетом особенностей почвенно-климатических зон, межхозяйственной и внутрихозяйственной специализации, разнокачес-твенности почв по уровню плодородия и подверженности эрозии.

3. Уплотнение севооборотов промежуточными культурами в целях повышения их общей продуктивности и почвозащитной эффективности, усиления положительного влияния на фитоса-нитарное состояние и плодородие почв.

4. Создание в севооборотах преимущественных условий для ведущих культур при возделывании их по интенсивным технологиям.

5. Укрупнение полей и севооборотных массивов в рамках строгого соблюдения принципа дифференцированного использования пашни.

Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур. Во многих странах мира, как показывает опыт, при интенсификации земледелия прирост урожайности зерновых культур на 70% обеспечен повышением общей культуры земледелия и на 30% -- внедрением новых сортов с высоким продуктивным потенциалом. Например, повышение содержания белка в пшенице на 1% равносильно получению 600 тыс. т растительного белка, сахаристости свеклы на 1% -- 700 тыс. т сахара, крахмала в картофеле на 1% -- 820 тыс. т дополнительного урожая. Генсирук С. А. Рациональное природопользование. -- М.: Лесная промышленность, 1999. -- 312 с.

В России значительный прирост урожайности зерновых культур произошел после внедрения в производство сорта пшеницы Безостая 1, а затем сортов, созданных на ее основе: Одесская 51, Эритроспермум 127, Прибой.

Выведены новые сорта и особо ценной пшеницы -- твердой, отличающейся высокими хлебопекарными свойствами. Так, потенциальная продуктивность сортов озимой пшеницы Парус и Коралл достигает 90 ц с гектара. Среди сортов яровой пшеницы имеются такие, потенциальная продуктивность которых превышает 50--60 ц с 1 га. Среди них Саратовская 46, Жигулевская, Омская 18, Омская 20, Терция, Тюменская 80 и др.

Для условий интенсивного земледелия созданы гибриды кукурузы -- Код 215, Коллективный 100 ТВ, Коллективный 111 ТВ и другие. Данные сорта кукурузы устойчивы к полеганию, засухе и отличаются большей семенной продуктивностью, чем их родительские формы. Позволяют возделывать по зерновой технологии в более северных районах страны.

Использование для посева сортов, устойчивых к вредителям и болезням (важная задача, стоящая перед селекционерами при выведении новых сортов сельскохозяйственных культур), способствуют снижению потерь урожая без дополнительного применения химического метода. В связи с потерей сортовых качеств, устойчивости к вредным организмам из-за появления, например, новых рас возбудителей болезней, необходима периодическая сортосмена, а также возделывание двух-трех сортов с различными свойствами, что особенно важно в борьбе с головневыми и ржавчинными заболеваниями зерновых культур.

Высококачественные семена -- важный резерв снижения потерь от вредных организмов, повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Селекция и семеноводство взаимосвязаны между собой. Применение приемов семеноводства, направленных на поддержание устойчивости, значительно продлевает жизнь нового сорта. Несоблюдение же приемов семеноводства может за несколько лет свести работу селекционера на нет. С этой точки зрения заслуживает внимания работа СибНИИСХоза (г. Омск). Здесь разработана и предложена система семеноводства новых перспективных сортов зерновых культур. На основе предварительного сортоиспытания и широкой проверки в производственных условиях начинается в институте размножение семян лучших сортов зерновых культур еще до их официального районирования или за пять-шесть лет, а к моменту районирования хозяйства области (региона) имеют возможность получить значительное количество семян для производственных посевов и организации семеноводства.

Система обработки почвы. Включает состав, последовательность и сроки проведения конкретных приемов рыхления или уплотнения почвы, технологию их выполнения, которые определяют в большей мере физико-химические свойства почвы, ее микробиологическую активность.

В 80--90-х гг. XX в. в России на обработку почвы приходилось 40% энергетических и 25% трудовых затрат от всего объема полевых работ по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур. Если все виды обработок при выращивании культур пересчитать на вспашку, то на 1 га пашни ежегодно перемещается 6000 т почвы, что далеко не всегда оправдано.

Обработка почвы должна быть подчинена решению главной задачи --обеспечению культурных растений водой, воздухом, элементами пищи, рациональному использованию потенциального плодородия почвы. С помощью различных приемов обработки почвы вносятся удобрения, создаются условия для нормального прорастания семян, ведется уход за посевами в период вегетации возделываемых культур, борьба с вредителями, болезнями и сорняками. Любой конкретный прием обработки почвы должен быть строго целенаправлен, а их комплекс и технология выполнения в данных конкретных условиях должны обеспечивать нужное изменение определенных качественных параметров почвы, на которых он применяется.

При выборе приемов обработки почвы и технологии их выполнения обязательно учитываются физико-механические свойства конкретных типов почв: их механический состав, удельное сопротивление при вспашке и рыхлении, физическая спелость, а также глубина пахотного горизонта. Сочетание приемов и видов обработки почвы должно быть тесно увязано с конкретными местными природными и почвенными условиями, биологическими особенностями выращиваемых культур. Например, в условиях Зауралья в августе-сентябре проводится основная обработка почвы. При проведении основной обработки почвы уничтожаются гусеницы зерновой совки, личинки трипса, возбудители обыкновенной гнили яровой пшеницы и ячменя, мучнистой росы, септориоза, пятнистостей листьев яровых зерновых культур, многолетние корнеотпрысковые сорняки (осот розовый и желтый, вьюнок полевой и др.), озимые, зимующие и яровые сорняки (овсюг, щетинники, гречиха вьюнковая, сурепка полевая, конопля и т. д.). Минеев В. Г., Ремпе Е. X. Агрохимия, биология и экология почвы. -- М.: Росагропромиздат, 1990. -- 206 с.

На полях, засоренных осотом розовым, и на солонцах обработка почвы на глубину 25--27 см проводится ПН-8-35Б или КПГ-2-150. На остальных полях и при засорении осотом желтым вспашка на 25 см ПН-8-35. Выравнивают отвальную зябь диско-ванием и борованием ЛДГ-10, БЗСС-1,0.

При предпосевной обработке почвы уничтожают всходы малолетних сорняков боронованием БЗСС-1,0 на 4--6 см. Перед посевом культивацией КПС-4, КПГ-4 на глубину 5--8 см уничтожают однодольные и двудольные сорняки, снижают вредоносность хлебной полосатой и стеблевой блох, шведской мухи, пшеничного трипса, зерновой совки и других вредителей.

Обработка почвы должна во всех зонах быть почвозащитной, обеспечивать расширенное воспроизводство ее плодородия. В связи с этим одно из направлений совершенствования обработки -- ее минимализация в целях снижения деформации пахотного и подпахотного слоев почвы под воздействием тракторов и сельскохозяйственных машин при производстве сельскохозяйственной продукции.

Применение удобрений. Между продуктивностью земледелия и плодородием почвы объективно существует противоречие: чем больше мы берем с гектара продукции, тем выше вынос питательных веществ. Например, урожай 1 т зерновых в среднем выносит 65 кг основных действующих веществ (25 кгМ, 10 кгР^О^ и 30 кг Кзд). Это противоречие можно преодолеть только восполнением и наращиванием энергетического потенциала почв, внесением органических, минеральных веществ, микроэлементов.

Значение химизации сельского хозяйства в связи с этим трудно переоценить: оно позволяет повышать плодородие почв, улучшать кислые и засоленные земли, лучше сохранять и повышать питательную ценность кормов и т. д.

Азот оказывает влияние на фотосинтез растений, которое состоит в его использовании на синтез аминокислот. Азот также необходим для образования зеленых пигментов в растении (хлорофилла) и для синтеза белков -- элементов структуры хлороп-ластов, ферментов, ответственных за различные реакции фотосинтеза. Стимулирует рост вегетативной массы растений, определяет уровень урожайности и качества продукции.

Действие фосфора (фосфорные удобрения) на фотосинтез растений заключается в том, что остатки фосфорной кислоты входят в состав акцептора-соединения, связывающего СО₂ и промежуточных продуктов фотосинтеза. С помощью световой энергии из неорганического фосфата и аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) синтезируется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), участвующая в реакциях восстановления СО₂. Фосфаты также входят в состав фосфатидов и фосфопротеидов, нуклеиновых кислот.

Фосфор оказывает стимулирующее влияние на развитие корневой системы, формирование репродуктивных органов, ускоряет созревание. У озимых культур фосфорные удобрения повышают зимостойкость, на 15--20% снижают расход воды на единицу урожая.

Калий способствует накоплению растениями Сахаров, что предохраняет озимые культуры от вымерзания, повышает прочность соломины и устойчивость к поражению корневыми гнилями и ржавчиной, ускоряет передвижение углеводов из стеблей и листьев в колос, увеличивая натуральную массу зерна. Протасов В. Ф., Молчанов А. В. Экология, здоровье и природопользование в России. -- М.: Финансы и статистика, 1995. -- 528 с.

Азотные минеральные удобрения выпускаются и применяются в твердом и жидком видах. По форме азота твердые азотные удобрения подразделяются следующим образом.

1. Аммонийные (NH₄): сульфат аммония, хлорид аммония.

2. Аммонийно-нитратные (NH₄NO₃): аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония.

3. Нитратные (NO₃): нитрат натрия (натриевая селитра), нитрат кальция (кальциевая селитра).

4. Амидные (NH₂): карбамид (мочевина), цианамид кальция.

Из жидких азотных удобрений более широкое применение находят аммиачные (NH₃). Весь азот содержится в виде аммиака: водного или безводного.

Из фосфорных удобрений главным образом применяются водорастворимые удобрения, которые наиболее легко усваиваются растениями: суперфосфат, двойной суперфосфат, а также сложные удобрения -- аммофос, диаммонийфосфат, нитроам-мофоска, карбоаммофоска.

Наиболее распространенными калийными удобрениями являются хлорид калия, сульфат калия, калийная соль и др.

В целом сельскому хозяйству России поставка минеральных удобрений в пересчете на 100% питательных веществ составила: в 1985 г. --12674 тыс. т, 1990 г. -- 11051 тыс. т и в 1993 г. -- 3721 тыс. т.

Растениям для роста и развития, наряду с азотом, фосфором и калием, требуются в очень малых количествах другие питательные вещества -- микроэлементы. К ним относятся бор, молибден, медь, марганец, цинк, железо, кобальт, никель и другие. Главное действие микроэлементов в жизнедеятельности растений состоит в том, что они либо входят в состав биологических катализаторов-ферм ентов, либо являются активаторами их работы.

По данным агрохимического обследования почв, содержание подвижных форм микроэлементов в пахотных землях России невелико. Около 80% площади пашни характеризуется низкой и средней обеспеченностью подвижным молибденом, почти 97% -- цинком, 92% -- кобальтом, 50% -- бором, 34% -- марганцем.

Микроэлементы применяют непосредственно, путем внесения в почву и опрыскиванием растений в виде растворов борной кислоты, молибдата аммония, молибдата натрия, сульфата меди, сульфата цинка, железа и т. д.

В 90-х гг. XX в. все более распространяется промышленное производство простых удобрений с микроэлементами: простой и двойной суперфосфат с бором, марганцем или молибденом, карбамид с медью, сложные удобрения (фосфаты аммония, нитрофосфаты) и другие. Глухов В. В. и др. Экономические основы экологии. -- СПб: Специальная литература. 1995. -- 280 с.

Большое внимание должно уделяться мероприятиям по сохранению и увеличению содержания в почве гумуса. Так, по данным И. В. Кузнецовой (1979), увеличение содержания гумуса в дерново-подзолистой почве с 2,4--2,9% до 5--6% приводило к повышению содержания водопрочных агрегатов (>0,25 мм) в пахотном слое до 50%, влагоемкость увеличивалась до 43--44%, а диапазон активной влаги достигал в среднем 19--25%. Внесению органических удобрений, особенно на малогумусных почвах, должно уделяться особое внимание.

Отсутствие или недостаточное применение органических удобрений, приводит к уменьшению запасов почвенного азота и как следствие, к снижению гумусированности почв. Применение минеральных удобрений может лишь снизить темпы этого процесса, но не исключить его полностью. Результатом является выпаханность почв, истощение их гумусового фонда и снижение эффективного и потенциального плодородия. Это не только ухудшает режим почвенного питания, но и отрицательно влияет на физико-химические свойства, водно-воздушный и тепловой режимы, почвенно-поглощающий комплекс и биологическую активность минеральных удобрений и приводит к значительному недобору урожая сельскохозяйственных культур.

В Курганской области основным органическим удобрением являются навоз и солома. В среднем на 1 га пашни ежегодно вносится 2,2--2,5 т навоза в пересчете на полуперепревший навоз.

Побочное действие минеральных удобрений. Химизация сельского хозяйства, проводящаяся нарастающими темпами, занимает далеко не последнее место в ряду антропогенных факторов, воздействующих на почвы и на природу в целом (рис. 2.).

Рис. 2. Миграция биогенных веществ при сельскохозяйственном производстве (по Н. Ф. Винокуровой и др., 1994)

В результате интенсивного использования удобрений в природной среде рассеивается ряд химических элементов, что приводит к нарушению круговорота веществ.

Промышленный синтез азотных удобрений и их рассеивание по поверхности земли вносит серьезные изменения в его биогеохимический круговорот. Увеличение количества азота в природных средах за счет деятельности человека -- опасное явление, так как вводимые в избытке нитраты не полностью денитрифицируются, а отсюда равновесие между процессами нитрификации и денитрификации нарушается. Ежегодно избыток нитратов достигает более 9 млн т. Они аккумулируются в гидросфере, растениях, а в дальнейшем в пищевых продуктах, вызывают тяжелое отравление (рис. 3.).

Рис. 3. Загрязнение среды нитратами и опасность заболевания человека (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

В отличие от азота фосфор характеризуется малой подвижностью, он почти полностью закрепляется в почве, обогащая ее. Вместе с тем фосфорные удобрения могут вызывать и отрицательные явления в виде накопления фтора, токсичного для человека и животных.

Подобные явления наблюдаются и при использовании калийных удобрений. Большинство их содержит значительные количества хлора, который зачастую накапливается в почве и отрицательно влияет на ее агрофизические свойства. Заметное увеличение содержания цинка и фтора в почвах связано с применением фосфорных удобрений, в состав которых входят данные элементы. Минеев В. Г., Ремпе Е. X. Агрохимия, биология и экология почвы. -- М.: Росагропромиздат, 1990. -- 206 с.

Дополнительное внесение минеральных удобрений нередко способствует загрязнению почв тяжелыми и токсическими металлами, которые через корм животных попадают в пищу человека. Таким образом, загрязняющие вещества оказывают и прямое влияние (разрушение и уменьшение урожая), и косвенное (аккумуляция этих веществ в почве, организмах животных и пищевых продуктах).

Отсюда есть необходимость сбалансированного (по всем необходимым макро- и микроэлементам), умеренного применения удобрений, проведения учета накопления и определения потенциальной опасности для населения и животных нитратов, нитритов и N-нитрозосоединений, содержащихся в водах, осадках, почве и растениях. Важен также расчет максимально возможных уровней загрязнения азотными соединениями при орошении. Данные о балансе и равновесии соединений азота с взаимодействующими веществами вод и почв должны служить основой рекомендаций о нормах, дозах и способах применения минеральных и органических удобрений, а также об использовании биологического азота для каждой сельскохозяйственной культуры севооборота.

Известкование и внесение в дерново-подзолистые почвы органических удобрений -- важное условие уменьшения вредных для окружающей среды потерь питательных веществ. Снижение почвенной кислотности повышает эффективность удобрений в целом, а органические удобрения при этом существенно увеличивают водоудерживающую способность почвы и сорбционные свойства, что повышает ее плодородие, улучшает физико-химические свойства и обеспечивает более полное использование растениями питательных веществ, содержащихся в почве.

Мелиорация земель. Это система технических, агрономических и организационных мероприятий, направленных на преобразование неблагоприятных для сельскохозяйственного производства условий.

Нестабильность урожаев часто вызывается неустойчивым водообеспечением посевов в период вегетации. Практически ежегодно на территории страны в одних районах сельскохозяйственные культуры подвергаются губительному воздействию засухи, а в других страдают от избытка увлажнения. Примерно 40% пашни находится в зонах, где количество осадков не превышает 400 мм и растения хронически испытывают недостаток влаги, 9% -- в зонах избыточного увлажнения. Остальные площади также страдают от недостаточного и неустойчивого увлажнения в течение вегетационного периода или в отдельные ответственные фазы развития растений. Мелиорация в наших условиях -- неотъемлемое и мощное средство повышения устойчивости и продуктивности земледелия. Мелиорация:

-- повышает устойчивость сельскохозяйственного производства, обеспечивая выравнивание урожаев, получаемых как в засушливые, так и дождливые годы;

-- позволяет существенно повысить производительность труда и интенсифицировать сельскохозяйственное производство за счет рационального использования мощной сельскохозяйственной техники и удобрений на мелиоративных землях и выполнения всех агротехнических мероприятий в наиболее благоприятные сроки;

-- создает возможность удовлетворить потребность народного хозяйства в такой ценной культуре, как рис, выращивать который в климатических условиях России можно главным образом на орошаемых землях.

Площадь орошаемых земель в бывшем СССР в 90-х гг. XX в. составляла 21--25 млн га и осушенных земель -- 18--19 млн га. На орошаемых землях выращивали 3--3,5 т риса, производство кормов достигало 80--82 млн т кормовых единиц.

В России в 1993 году орошаемые земли занимали 5,3 млн га, из них пашня -- 4,8 млн га. Посевная площадь сельскохозяйственных культур составляла 4,5 млн га, в том числе зерновых культур -- 1,3 млн га, кормовых культур -- 2,8 млн га.

Площадь осушенных земель равнялась 5,1 млн га, из них пашня -- 2,7 млн га, посевная площадь сельскохозяйственных культур составляла 2,6 млн га, в том числе зерновых культур -- 0,96 млн га, кормовых культур -- 1,5 млн га. На орошаемых землях получен валовый сбор зерна 3276 тыс. т, сахарной свеклы (фабричной) -- 954 тыс. т, семян подсолнечника -- 55 тыс. т, овощей -- 1996 тыс. т. На осушенных землях валовый сбор зерна составил 1395 тыс. т, картофеля -- 443 тыс. т, сои -- 53 тыс. т, льна-долгунца (волокно) -- 9,5 тыс. т.

Применение средств защиты растений. Мировые потери урожая сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков, по подсчетам ученых, в 90-х гг. XX в. составляют от 25 до 48%. В США, например, они достигают 33% (13% продукции теряется от вредителей, 12% -- от болезней и 8% от -- сорняков).

Более столетия химические средства защиты растений (пестициды) играют важную роль в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками сельскохозяйственных культур. Протасов В. Ф., Молчанов А. В. Экология, здоровье и природопользование в России. -- М.: Финансы и статистика, 1995. -- 528 с.

Мировое производство пестицидов в 1975 г. оценивалось в 1,6 млн т действующего вещества. В дальнейшем ежегодный прирост производства пестицидов составлял 10----15%. При таких темпах мировое производство пестицидов к 2000 г. должно достигуть 2,5--2,7 млн т действующего вещества.

В ассортименте химических средств защиты растений средства борьбы с сорняками (гербициды) занимают 40%, средства борьбы с вредителями (инсектициды) --35%, средства борьбы с болезнями (фунгициды) -- 15%, прочие -- 10% (рис. 18.21).

Из общего мирового производства пестицидов США и Канада используют 33%, Западная Европа -- 25%, Юго-Восточная Азия -- 22%, Восточная Европа (включая Россию)-- 10%, Латинская Америка -- 9%, Австралия и Новая Зеландия -- 1%. В 80--90-х гг. XX в. в бывшем СССР площади, обрабатываемые пестицидами и дефолиантами (в расчете на однократное применение), составляли около 140 млн га, в том числе гербицидами -- около 70 млн га. В этот период для нужд сельского хозяйства поставлялось около 500 тыс. т д. в. пестицидов. Использование пестицидов в сельском хозяйстве стало соизмеримым с масштабами применения минеральных удобрений.

Рис. 4. Мировое производство средств защиты растений-пестицидов в 80-х гг. XX в. (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

Об эффективности применения пестицидов свидетельствует такой пример: для получения урожайности пшеницы 50 ц/га затраты на пестициды составляют 30--35% общих. Использование пестицидов в Московской области обусловливает прибавку урожая пшеницы 6 ц/га.

При подавлении вредных организмов до экономического порога вредоносности применением пестицидов, по мнению В. А. Захаренко (1990), ежегодное производство продукции растениеводства в бывшем СССР могло бы возрасти на 25,7%. Другой пример. Если в США прекратить применение пестицидов, то для сохранения урожая на современном уровне потребуется дополнительно распахать 52 млн га и стоимость продукции растениеводства возрастет (за счет снижения производительности труда) на 50--70%.

Воздействие пестицидов на агроэкосистемы. Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве, относятся к различным классам главным образом органических соединений (хлорорганические, фосфорорганические, симметричные триазины, гетероциклические соединения и др.), обладают токсичностью не только для вредных организмов, но и человека, животных, несут опасность для окружающей среды. Пестицид, каким бы он ни был, неизбежно вызывает глубокие изменения всей экосистемы, в которую его внедрили. Из совокупности экологических свойств, присущих всем пестицидам, действия их никогда не бывают однозначными. Лаптев И. П. Теоретические основы охраны природы. -- Томск: Изд-во Томского университета, 2005. -- 278 с.

1. Пестициды, как правило, имеют широкий спектр токсического действия как на виды растений, так и на виды животных. Отсюда названия инсектициды, фунгициды, гербициды и т. д. вводят в заблуждение, так как не дают представления о реальном диапазоне воздействия этих веществ.

2. Пестициды очень токсичны для животных и человека.

3. Человек использует пестициды для уничтожения ограниченного числа организмов, составляющих не более 0,5% общего числа видов, населяющих биосферу, в то время как пестициды при применении воздействуют на все живые организмы.

4. Пестициды всегда при проведении защитных мероприятий направлены против популяций.

5. Действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их используют только в том случае, когда численность популяции вредителя достигает большого значения.

6. Нередко применяют значительно больше пестицидов, чем необходимо для уничтожения вредителя: преднамеренные излишки обработки полей объясняют «надежностью» и т. д.

7. Площади, на которых используются пестициды, значительны, составляют сотни миллионов гектаров.

8. Многие пестициды обладают длительным сохранением в почве -- от нескольких месяцев до 2--3 лет, а иногда и более.

Стабильность пестицидов опасна различными последствиями, которые еще более усугубляют проблемы, связанные с этим видом загрязнения.

Пестициды распространяются далеко за пределами тех агроэ-косистем, где они применяются. Даже в случае использования наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходит прямо в атмосферу.

Большую опасность как источник загрязнения продуктов питания пестицидами представляет почва. В почву пестициды поступают различными путями: при непосредственном внесении их в почву для уничтожения почвообитающих вредителей, сорняков, с протравленными семенами, сносе препаратов при обработке посевов во время вегетации полевых культур (рис. 5), неосторожном выполнении различных операций с химическими препаратами (расфасовке, приготовлении рабочих растворов, транспортировке и т. д.), при поверхностном стоке с вышерасположенных участков, с осадками, оросительными, коллекторно-дренажными и сточными водами, с частицами почвы при ветровой эрозии. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. -- М.: Мир, 1981. -- Т. 1, 2.

Пестициды после целенаправленного внесения или случайного попадания в почву могут вызывать в окружающей среде следующие изменения:

-- уничтожить вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур, сорные растения или изменить процессы роста и развития растений в желательном для человека направлении, а затем минерализоваться в течение разного периода времени;

-- вызвать нежелательные эффекты (фитотоксическое действие персистентных, например гербицидов, на последующие культуры, изменение химического состава культурных растений в отрицательную сторону и т. п.).

Рис. 5. Пестициды, их применение и концентрация остатков

Пестициды или продукты их распада и превращения по отношению к почвенным микроорганизмам, которые в значительной степени определяют плодородие почвы, действуют по-разному:

-- угнетают их рост (некоторые фунгициды и средства для дезинфекции почвы);

--действуют нейтрально-подавляюще -- большинство инсектицидов;

-- изменяют их видовой состав в течение определенного периода.

Пестициды прямо или косвенно влияют на доступность питательных элементов, которые, в свою очередь, воздействуют на персистентность химических средств защиты растений непосредственно химическим способом или изменением микробиологических процессов.

После применения пестицидов в сельском хозяйстве значительная часть их вымывается из почвы и попадает в водоемы. Они могут ухудшать вкус, запах и цвет пресной воды. Многие пестициды устойчивы в водной среде и могут накапливаться в отдельных органах животных. Установлено, что до 25% применяемых пестицидов попадает в водные экосистемы. Водный дренаж с полей, обработанных пестицидами, загрязняет не только небольшие водоемы, реки, но и эстуарии (широкое устье реки, впадающее в море или океан). В Средней Азии при орошении сельскохозяйственных культур коллекгорно-дренажными водами выносится 1,1--2,5% хлорор-ганических и 0,2--0,5% фосфорорганических препаратов от общего количества внесенных на поля. В сбросных водах содержится 11,5% хлорорганических соединений, которые используются при первой и второй обработках полей, и около 0,3% фосфорорганических пестицидов. Суммарный вынос пестицидов, включая и дефолианты, составляют 2,5--4,2% применяемых. Никитин Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек. -- М.:Высшая школа, 1980. -- 424 с.

Заслуживает пристального внимания изучение путей миграции пестицидов, применяемых в рисоводстве. Они легко попадают в коллекторно-дренажные воды и разносятся ими на большие расстояния. Например, пропанид обнаруживается в лиманах Азовского и Черного морей. При анализе свыше десяти видов рыб (линь, лещ, окунь, судак, тарань и др.) в органах и тканях был найден препарат и его метаболиты. Пропанид накапливается и в высших водных растениях. Водные организмы способны концентрировать пестициды, в большей или меньшей степени становясь источниками распространения их по трофическим цепям. Наибольшим коэффициентом кумуляции характеризуются водные беспозвоночные, особенно личинки некоторых насекомых и ракообразных (рис. 6).

Рис. 6. Накопление инсектицидов в пищевых цепях (по Eichler, 1969)

Таким образом, применение пестицидов влечет за собой отрицательные последствия для отдельных видов и биоценозов в целом. С экологической точки зрения, различают несколько форм воздействия пестицидов. Первая категория форм воздействия называется демэкологической и выражается совокупностью нарушающих воздействий на уровне популяций отдельных видов, чувствительных к какому-либо фитосанитарному веществу. Последствия подобных воздействий проявляются быстро и обусловлены повышенной токсичностью таких веществ для видов растений и животных. Это вымирание определенной части особей, входящих в состав зараженной популяции, прямо пропорциональное дозе примененного вещества. Пестицид является экологическим фактором, который не зависит от плотности популяции, т. е. какой бы ни была численность популяции, занимающей определенную территорию, данная концентрация пестицидов вызовет одинаковый процент смертности в популяции. Другие демэкологические эффекты характеризуются замедленным действием. Например, есть пестициды, как уже было отмечено выше, обладающие свойством накапливаться в пищевой цепи до тех пор, пока животное -- пищевой объект хищника -- не достигнет критического порога, с которого начинается хроническая интоксикация. Помимо высокого уровня смертности вследствие хронической интоксикации, имеется и другая форма влияния пестицидов на биологические виды, не столь явная, но не менее вредная, которая выражается в уменьшении биотического потенциала вида.

Рис. 7. Основные последствия экологического воздействия пестицидов (по Moore, 1967)

Хроническая интоксикация может изменить коэффициент рождаемости путем снижения обычной плодовитости, или снижения выживаемости яиц и молодняка, или в связи с действием указанных факторов одновременно. Эти отрицательные влияния сказываются на биотическом потенциале и в худшем случае могут привести к полной бесплодности популяции, подвергшейся интоксикации. Наряду с демэкологическими воздействиями пестицидов различают и биоценотические воздействия. Так, если какое-то животное абсолютно нечувствительно к данному пестициду, все же численность его популяции может значительно уменьшиться из-за уничтожения тех растений или животных, которые служат ему добычей или пищей. С другой стороны, разрушение гербицидами растения-хозяина исключает из экосистемы тех насекомых и других беспозвоночных, для которых это растение служило пристанищем и на котором они паразитировали.

Другие экологические последствия применения пестицидов характеризуются возрастанием численности популяций, плотность которых до применения пестицидов была относительно небольшой. Рост численности популяции может быть обусловлен исчезновением конкурирующего вида, имеющего аналогичные требования к корму и условиям гнездования или по-давлением хищников и паразитов. Лаптев И. П. Теоретические основы охраны природы. -- Томск: Изд-во Томского университета, 2005. -- 278 с.

Применение пестицидов вызывает необратимые потрясения структуры биоценоза, часто называемого нарушением биологического равновесия. Иногда оно, как это ни парадоксально, проявляется в увеличении численности этой популяции, которую собирались уничтожить.

В связи с этим применение пестицидов в сельском хозяйстве должно быть строго регламентировано и использоваться только в том случае, когда другие методы защиты (агротехнические, селекционные, биологические и др.) не позволяют избежать потерь урожая возделываемых культур от вредителей, болезней и сорняков.

3. Проблемы гигиены сельской местности

Процессы и явления, снижающие почвенное плодородие, разрушающие земельные ресурсы страны, уменьшающие площадь сельскохозяйственных земель, с некоторой условностью можно разделить на четыре группы.

1. Природные процессы, неблагоприятное воздействие которых на почвенный покров предотвратить нельзя. Это землетрясения, извержения вулканов, кареты, оплывание почв на склонах и т. д.

2. Природные процессы, которые человек иногда может в какой-то мере предотвратить или уменьшить их неблагоприятное воздействие на почву. В некоторых случаях хозяйственная деятельность человека активизирует проявление этих природных процессов. Например, боковая речная эрозия, разрушение берегов морей, озер, водохранилищ волнами, осыпи горных пород, сход селей и занос ценных земель селевыми наносами. Первичное засоление почв вследствие испарения грунтовых вод, содержащих большое количество солей, солености почвообразующей породы и других факторов. Проявление смыва и размыва почв, а также бурь при экстремальных сильных ливнях и очень сильных ветрах, имеющих чрезвычайно редкую повторяемость. Наводнения и сопровождающийся при этом смыв пахотного слоя обрабатываемых пойм и занос плодородных почв пойм бесплодным слоем аллювия -- песком, галькой.

3. Природные процессы, интенсивное проявление которых во многом обусловлено неразумной хозяйственной деятельностью человека. Это в первую очередь интенсивный смыв и размыв почвы поверхностным стоком временных водных потоков и погребение плодородных почв балок и долин продуктами эрозии -- менее плодородными наносами. Интенсивное выдувание почв и погребение плодородных почв навеянным слоем менее плодородных наносов. Занос почв подвижными песками. Вторичное засоление почв, связанное с избыточным поливом, особенно без дренажа, в аридной зоне, при высокой минерализации грунтовых вод. Заболачивание почв в связи с подъемом грунтовых вод, вызываемым ростом русловых наносов, заполнением водохранилищ и другими причинами.

4. Явления, целиком связанные с хозяйственной деятельностью человека. Это в первую очередь загрязнение почв токсическими выбросами, поступающими в атмосферу при работе промышленных предприятий и транспорта. Разрушение почвенной структуры и очень сильное уплотнение почв в результате чрезмерной обработки почв, особенно тяжелыми машинами. Снижение плодородия от неправильного применения удобрений и пестицидов. Смещение по склону верхнего слоя почвы при вспашке холмистых возвышенностей плугами с односторонним отвалом пласта вниз по склону. Разрушение почвы пастбищных склонов при интенсивной нерегулируемой пастьбе скота. Разрушение почв при трелевке лесоматериала. Разрушение почвенного покрова при разработке месторождений полезных ископаемых. Пересушивание почвы при неправильном проведении осушительных мелиорации. Необоснованное отчуждение ценных сельскохозяйственных земель для использования в других отраслях народного хозяйства. Минеев В. Г., Ремпе Е. X. Агрохимия, биология и экология почвы. -- М.: Росагропромиздат, 1990. -- 206 с.

Вместе с тем приведенное разделение относительно. В связи с особенностями природных условий территории и хозяйственного использования земель некоторые процессы из первой группы могут быть перенесены во вторую и даже в третью и наоборот. В разных регионах страны влияние этих процессов на уровень снижения плодородия почв и разрушения земель различно. В одних районах самым главным бичом является вторичное засоление почв, в других -- заболачивание, в третьих -- занос сыпучими песками, в четвертых--разрушение почв оползнями. Следовательно, в различных зонах страны должны применяться и разные меры по охране почв от воздействия неблагоприятных процессов, ведущих к снижению плодородия почв, к разрушению земель.

Например, для Южного Зауралья, для многих районов Сибири главной опасностью для почв является дефляция. Для северозападных регионов России основная беда -- переувлажнение почв, их заболачивание. Из всех неблагоприятных процессов наибольшее значение имеет в целом для страны защита почв от водной эрозии и ветровой эрозии (дефляции).

Для ответа на вопрос: почему защита почв от ветровой и водной эрозии отнесена к числу важнейших задач? -- нужно рассмотреть, какой ущерб наносит или может нанести эрозия почв, если не принять меры по ее предупреждению.

Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова, иногда и почвообразующих пород потоками воды или ветром. При этом разрушается самый верхний, плодородный слой почвы.

Если в сельскохозяйственном предприятии имеется 10 тыс. га пахотных земель, расположенных на склонах, то при годовом смыве 30т почвы с гектара (слой почвы 3,5 мм) общая потеря почвы составит 300 тыс. т. Это 100 тыс. трехтонных автомашин, нагруженных почвой. При содержании в пахотном слое 4% гумуса (есть черноземы, в которых содержание гумуса достигает 10%) общая годовая потеря его составит 12 тыс. т. В этой почве содержится около 600 т азота. Для того чтобы компенсировать такое количество гумуса и азота, потребуется вывезти на поля 40--60 тыс. т навоза.

При содержании в почве 0,2% фосфора и 2% калия при таком количестве смываемой почвы ежегодная потеря фосфора составит 600 т и калия -- 6 тыс. т.

Зерно, например, пшеницы, с эродированных полей меньше содержит белка, крахмала, клейковины, микроэлементов и может являться причиной различных заболеваний человека. Водная эрозия вызывает образование оврагов и вывод земель из сельскохозяйственного пользования (рис. 8).

Рис. 8. Эрозия почвы и образование оврага

Опасна и ветровая эрозия. Так, местная ветровая эрозия в виде низовой поземки засекает на своем пути сельскохозяйственные культуры, снижает их урожайность (рис. 9 ).

Рис. 9. Ветровая эрозия на поле ржи (по С. С. Соболеву):

А--Б -- первоначальный рельеф пашни после посева ржи;

А,--Б, -- микрорельеф того же участка пашни, измельченный ветровой эрозией

Возникновение и развитие эрозийных процессов определяется взаимодействием многих факторов: это климат, рельеф, геология, почвы, растительность, экономические условия. Между всеми факторами, создающими возможность для проявления эрозии, существует тесная взаимосвязь. При одном сочетании условий климата, рельефа, геологии, почв и растительности эрозия вообще не возникает; при другом может появиться ее возникновение; при третьем эрозия не только появляется, но и примет катастрофический характер.

В целом же следует сказать, что для создания плодородного слоя мощностью 18 см природа затрачивает от 1400 до 7000 лет, так как почвообразование идет со скоростью 0,5--2 см в 100 лет. Разрушение этого слоя эрозией может произойти за 20--30 лет, а иногда за один ливень или пыльную бурю.

Распашка обширных площадей в России и других странах стала причиной пыльных бурь и гибели миллионов гектаров плодороднейших земель. Эрозия почвы в XX в. стала всемирным злом. Подсчитано, что в результате водной и ветровой эрозии в этот период на планете потеряно 2 млрд га плодородных земель активного сельскохозяйственного использования. В России очень большой уровень эродированности почв имеют хозяйства южной части центрального района Нечерноземной зоны. В Брянской, Орловской, Калужской и Тульской областях площадь подверженных эрозии земель составляет около 2 млн га.

В Курганской области (Южное Зауралье) площадь под эрозионными и эрозионно опасными землями составляет 442,2 тыс. га, в том числе 315,3 тыс. га пашни. Эрозионно опасных земель по водной эрозии насчитывается 113,1 тыс. га, по ветровой -- 209,8 тыс. га, подверженных водной эрозии -- 60,6 тыс. га, ветровой--58,1 тыс. га. Площадь оврагов--521 тыс. га.

Потери пашни значительны и по другим причинам и во многих случаях их можно избежать.

Избыточное орошение, в первую очередь в условиях жаркого климата, может вызывать засоление почв и выпадение их из сельскохозяйственного оборота.

Радиоактивное загрязнение почвы несет большую опасность. Из почвы радиоактивные вещества попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них, вызывая различные заболевания. Долгоживущие радиоактивные элементы сохраняются в экосистемах сотни лет.

Нередко на наших полях видишь, как прямо через ниву «шагает» линия электропередач, параллельно, метров через двести , поле пересекает свежая траншея строящегося газопровода, а чуть в стороне пролегает автострада с полями отчуждения. Если эти коммуникации совместить, то урон пашни сократится. Есть и еще одна проблема охраны пахотных земель. Она касается сохранения плодородия почв. Речь идет о загрязнении земель отходами тепловых электростанций, промышленных предприятий, автотранспорта, добычи полезных ископаемых: карьеры, отвалы. Эиос А. Р., Бейли С. Э. Р. Биология окружающей среды. Проблемы и решения. -- М.: Колос, 1997. -- 184 с.

Загрязняют пашню не только промышленные предприятия, но и земледельцы. Бедствием для пашни стали «отходы крупных ферм и животноводческих комплексов». Парадокс -- навоз, извечный спутник плодородия, в неумелых руках на долгое время выводит из строя поля вблизи ферм. Перед учеными, конструкторами, руководителями и специалистами хозяйств, фермерами стоит задача -- разработать надежные методы утилизации отходов животноводства. И хотелось бы здесь привести слова Поли Вихровой из романа Л. Леонова «Русский лес»: «Вот мы все о будущем, о Родине твердим, словно они за горами. А если бы каждый всерьез подзанялся ею в радиусе шажков хоть на десяток вокруг себя, да прибрал бы эти 314 квадратных метров, как комнату свою, как рабочее место, как стол, где пища твоя стоит, да кабы приласкал землицу-то свою в полную силу...»

Повышение эффективности использования земель связано с выполнением целого ряда мероприятий. К ним относятся: совершенствование структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур; введение и освоение рациональной системы севооборотов; развитие семеноводства и внедрение районированных сортов; применение повторных, пожнивных и других посевов, увеличивающих выход продукции с гектара пашни; борьба с вредителями, болезнями и сорняками; проведение трансформации, мелиорации и улучшения угодий; широкое применение органических и минеральных удобрений; правильной агротехники и рациональное использование сельскохозяйственной техники.

Почвозащитные мероприятия должны проводиться в комплексе. Комплексность определяется мелиоративно эффективным и экономически целесообразным сочетанием четырех групп почвозащитных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических. Организационно-хозяйственные мероприятия включают установление правильного сочетания и взаимоувязанного размещения на местности необходимых организации территории (границ полей, дорог и т. д.) и остальных трех групп почвозащитных мероприятий с учетом природно-экономических условий хозяйства.

Агротехнические почвозащитные мероприятия проводятся во всех зонах и при любых природно-экономических условиях и подразделяются на следующие подгруппы.

1. Фитомелиоративные, включающие в себя приемы по защите почв от эрозии путем высева однолетних и многолетних трав (рациональная система севооборотов, совершенствование в них сортового состава культур, контурный и полосный посев, применение пожнивных, поукосных и других вариантов совмещенных посевов, поверхностное и коренное улучшение кормовых угодий и т. д.).

2. Приемы почвозащитной обработки почв. Они подразделяются на приемы, увеличивающие скорость впитывания влаги в почву путем улучшения ее водопроницаемости и увеличения емкости почвенных пор (глубокая вспашка и рыхление, щелева-ние, кротование и т. д.); приемы, снижающие скорость отекания воды, задерживающие ее в микропонижениях путем создания микрорельефа и шероховатости почвы (обвалование и бороздо-вание, лункование, микролимирование и т. д.); приемы, снижающие силу ветра в приземном слое (плоскорезная обработка, посев по стерне и т. д.).