Экологические проблемы сельскохозяйственного использования земли

Сельское хозяйство является одним из древнейших видов природопользования. С исторических времен известны приемы обработки земель в Египте, Средней Азии, Двуречье, с использованием оросительных систем и каналов. В настоящее время сельское хозяйство стало, наряду с промышленностью, мощным фактором воздействия на окружающую среду.

Основой развития сельского хозяйства является земельный фонд. На сегодняшний день в сельскохозяйственном природопользовании происходит нарастание экологических проблем. К экологическим проблемам сельского хозяйства относятся:

• Химическое загрязнение почв

• Эрозия почв

• Проблемы малых рек

Не только промышленность, транспорт, и энергетика являются источникам загрязнения атмосферы, вод, почв химическими элементами. Таким загрязнителем может быть и сельское хозяйство. Начиная с 1980 года, ООН считает угрозу живой природе, исходящую от сельского хозяйства, в числе четырех самых опасных. Можно выделить два источника, определяющих сельскохозяйственное загрязнение, - минеральные удобрения, пестициды.

Минеральные удобрения ежегодно вносятся на поля, для того, что бы восполнить вымываемые из почвы химические элементы. Удобрения регулируют процессы обмена веществ в растениях, способствуют накоплению белков, жиров, углеводов, витаминов. Небольшие дозы удобрений, применяются с учетом особенностей почв и климатических условий, способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Но очень часто правила внесения удобрений нарушаются. Систематическое внесение удобрений в высоких дозах, плохое хранение, потери во время транспортировки приводят к загрязнению среды, особенно водоемов, оказывают влияние на здоровье человека.

Например, при чрезмерной дозе внесения удобрений возможно накопление в растениях нитратов, большое количество которых попадает в пищу и может вызвать легкое пищевое отравление.

Гораздо опаснее то что нитраты превращаются в наших организмах в нитрозамины , которые могут стать причиной развития рака.

Фосфорные удобрения, попадая в водоемы, вызывают их зарастание и гибель.

Возникает вопрос, значит ли это, что необходимо отказаться от применения удобрений.

Существуют данные, на основе которых, можно сделать вывод о том что, дозы удобрений, вносимые на 1 га пашни, сильно различаются по странам. Самые высокие они в Голландии - почти 800 кг на 1 га. В последние годы можно видеть некоторое снижение вносимых удобрений, все-таки получать высокие урожаи без них невозможно. Поэтому, чтобы уменьшить вредное влияние минеральных удобрений, нужно соблюдать ряд правил.

1. Четкую дозировку внесения - сколько удобрений нужно вносить для повышения урожая, чтобы не нанести урон природной среде.

2. Вносить удобрения непосредственно в прикорневую зону растений, а не разбрасывать их по всему полю. При совместных способах внесения, растения усваивают лишь 50 % от вносимой дозы, остальное уходит со стоком, попадая в реки и озера.

3.Не допускать потери минеральных удобрений при перевозках по железной дороге, шоссе, при хранении на складах.

4. Сочетания минеральных удобрений с высокими дозами органических (навоз)

5. Строгое соблюдение сроков внесения минеральных удобрений в почву.

Пестициды – собирательное название ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

В среднем на каждого человека Земли ежегодно расходуется 400-500 г пестицидов, А в России и США – до 2 кг.

Обычно пестициды используются для поражения определенного вредителя. Но кроме него гибнет практически все живое, находящиеся в близи. Ученые подсчитали, что в нашей стране от применения пестицидов в сельском хозяйстве, гибнет до 80% лосей, кабанов, зайцев.

Наиболее опасной группой являются хлорорганические пестициды и среди них ДДТ.

Пестициды становятся опасными при достижении определенной концентрации. Опасность заражения пестицидами через продукты питания и питьевую воду существует для всего населения Земли. Они могут накапливаться (особенно в тех странах, где их применяют в больших количествах) в тканях тел рыб, птиц, в грудном молоке женщин.

Пестициды необыкновенно стойки к воздействию высокой температуры, влаги, солнечной радиации.

ДДТ обнаруживают почве после 8-12 лет после внесения.

Пестициды особенно опасны ввиду способности к биоаккумуляции, например при биоаккумуляции в пищевой цепи:

Фитопланктон -- зоопланктон -- мелкая рыба®рыбоядные птицы.

Организмы находящиеся в начале пищевой цепи поглощают ДДТ и накапливают его в своих тканях, организмы следующего уровня получают более высокие дозы , накапливают их и т.д. В результате концентрация может увеличиваться в сотни раз.

Первоначально накопление и распространение пестицидов наблюдается в радиусе 10-30 км. Это связанно с направлением ветров, водным стоком. Но со временем (через 10-20 лет) пораженной оказывается значительно большая территория - бассейны рек и т.д. Опасность вредного воздействия возрастает в связи с тем, что не больше 3% достигает цели при использовании, а чаще до 1 %.Все остальное выносится с полей в воду , воздух почву.

Эффективность применения пестицидов со временем резко снижается, так как у вредителей вырабатывается невосприимчивость к их действию.

Новые виды пестицидов становятся более устойчивыми и опасными. Отрицательные последствия применения пестицидов для здоровья человека просто очевидны, и наблюдаются тенденции к их росту

Агрохимии как науке всего лишь 100 лет, за время своего развития она накопила много ценных данных о химических процессах в почве и растениях, внедрила в практику технологию применения удобрений в сельском хозяйстве и др. Основоположник советской агрохимии академик Д. Прянишников в своих работах подчеркивал соблюдение экологических нормативов в прикладной агрохимии, но сейчас во многих ее областях отсутствует экологический подход, а решаются только сиюминутные проблемы защиты растений и стимулирования высокой урожайности. Академик Ягодин считает, что сегодня главная задача агрохимии - управление круговоротом и балансом элементов в системе «почва - растение» программирование плодородия земли и качества продукции. Особенно актуально стала проблема в наше время – содержание нитратов в продуктах. Всемирная организация здравоохранения установила, что предельная норма потребления нитратов для одного человека в день равна 325 мг. Интенсивное применение во многих районах нашей страны неорганических удобрений привело к тому, что в 1988-1993 гг. произошел резкий скачек концентрации нитратов в продуктах питания, поставляемых в государственную и рыночную торговлю. В настоящее время, если еще продукцию государственных хозяйств еще как- то можно проверить и контролировать, то выращенную на личном подворье проверить очень трудно. Частные хозяйства зачастую сознательно идут на превышение норм расходования химических препаратов,что обеспечивает им быстрый, и большой урожай. А все это наносит непоправимый вред земельным ресурсам.

Важной проблемой сельского хозяйства является эрозия почв.

Земельные (сельскохозяйственные) ресурсы - к этой категории ресурсов относятся земли, используемые для производства сельскохозяйственной продукции, - пашня, сенокосы, пастбища. Земли, которые обеспечивают население планеты большей частью пищевых продуктов, составляют всего13% поверхности суши. На протяжении всей истории человечества шел процесс увеличения площадей земли, используемых для выращивания сельскохозяйственных культур - сводились леса, осушались заболоченные территории, орошались пустыни. Но одновременно с этим человек уже терял освоенные им сельскохозяйственные земли. До начала интенсивного развития земледелия площадь пригодных для пахоты земель составила около 4,5 млрд. га. В настоящее время их всего лишь 2,5 млрд. га. Ежегодно безвозвратно теряется почти 7 млн. га пахотных земель, что означает потерю базы жизни для 21 млн. человек.

Сокращение сельскохозяйственных ресурсов связанно с хозяйственной деятельностью человека, нарушением основных правил при ведении сельского хозяйства. К основным причинам потери сельскохозяйственных земель можно отнести: Эрозию, засоление почв в результате хозяйственной деятельности (например, орошение), использование сельскохозяйственных земель для строительства промышленности, транспортных сооружений, бесконтрольное или неумеренное использование удобрений, пестицидов, делающие земли непригодными для сельского хозяйства.

Эрозия почв является самым опасным врагом, уничтожающим сельскохозяйственные земли. Девять десятых всех потерь пахотных земель включая падение их плодородия связанно с эрозией. Эрозия-это процесс разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды или ветром. В связи с этим различают водную и ветровую эрозию. Неправильное ведение сельского хозяйства может существенно усилить процесс эрозии. Стремление увеличить в короткие сроки производство сельскохозяйственной продукции часто приводит к нарушению правил ведения земледелия, например отказу от севооборотов. Например, можно рассмотреть, как влияет на смыв почвы возделывание на одном и том же поле из года в год одной культуры- пшеницы или кукурузы.

При непрерывном возделывании пшеницы ежегодные потери почвы составляют10 т/ год, кукурузы – до 40 т/год. Но если мы ведем севооборот - будем чередовать посевы кукурузы, пшеницы, клевера, ежегодные потери почвы сократятся до 5 т/ год. Усиливает почвенную эрозию отсутствие парования. Известно, что поле под паром оставляется без посева на весь вегетационный период. В это время уничтожаются сорняки и их семена, происходит накопление влаги, питательных веществ.

Сокращение земель под паром в США в 70-е годы, вызванное стремлением собрать больше пшеницы на продажу, привело к резкому усилению ветровой эрозии. Долгосрочное плодородие земель было принесено в жертву краткосрочной прибыли.

Распашка вдоль склона приводит к тому, что потоки талой воды весной или летние дожди смывают плодородный слой. Потери почвы с увеличением крутизны растут, и соответственно уничтожает урожай. Чтобы уменьшить эти потери, нужно вести распашку только поперек склона и резко увеличивать в севообороте долю однолетних и многолетних трав.

Разрушает структуру почв мощная сельскохозяйственная техника тракторы, комбайны, автомашины. Применение их требует учета особенностей обрабатываемых почв, специфики ведения сельского хозяйства в данной местности. Так в США переход к крупной техники привел к разрушению террас на полях, которые должны были сократить смыв на участках с уклоном. Для мощных тракторов, комбайнов нужны большие поля, поэтому их размеры увеличиваются, а полосы разделяющие более мелкие поля, созданные для уменьшения эрозии, ликвидируются.

Сильной считается эрозия при смыве 50 т мелкозема на 1 т/га в год; средней от 25 до 50; слабой от12,5 до 25 т/га а год. Есть примеры и катастрофического смыва почвы, который достигает 300-500 т/га. Особенно это характерно для стран тропического и субтропического поясов, где смыву способствуют ливневые дожди.

Плодородные почвы считаются возобновимым ресурсом, но время необходимое для их возобновления может исчисляться сотнями лет. На посевных площадях земного шара ежегодно теряются миллиарды тон почвенного слоя, что превышает объем вновь образующихся почв. Поэтому главной задачей является сохранение лучших сельскохозяйственных земель. Освоение новых земель не столь плодородных, связанно с громадными затратами. Для приостановки эрозионного процесса необходимо проведение следующих мероприятий:

• Безотвальная и плоскорезная обработка почв

• Вспашка поперек склонов

• Щелевание зяби и посев многолетних трав

• Регулирование снеготаяния

• Создание полезащитных, водорегулирующих и приовражных лесополос

• Строительство противоэрозионных прудов в вершинах оврагов, аккумулирующих сток, земляных валов, водоотводящих канав.

Структура почвы нарушается и в результате использования на полях тяжелой техники, утрамбовывающей силой своей тяжести почвенный слой, нарушающей ее водный режим. Особую актуальность в последнее время приобретает вопросы, связанные с сохранением от истощения и загрязнения малых рек, а так же охрана природы пойменных земель. К малым рекам относятся реки длиной до 100 км и площадью водосбора до 2 тыс. кв. км. Роль малых рек в жизни крупных водоемов, а так же лесного, сельского хозяйства и промышленности огромная. Достаточно сказать, что водосборная площадь малых рек в пределах Верхней и Средней Волги составляет 1/3 общей водосборной площади бассейна. На долю малых рек приходиться 90% от общего количества рек зоны, а их сток составляет 40-50 % от общего речного стока. Больший суммарный объем водной массы, приносимый малыми реками, не может не оказывать влияния на формирование качества воды в больших реках. Малые реки имеют огромное хозяйственное значение как местные источники водоснабжения и зоны массового отдыха населения. Реки важный элемент природных комплексов, являются «кровеносной системой» ландшафта. Вдоль малых рек располагаются пойменные земли, представляющие собой часть речных долин. Почвенные земли играют очень важную роль в народном хозяйстве, являются основным поставщиком сена и пастбищного корма. Несмотря на большое значение малых рек, мер по их сохранению принимается недостаточно, и их состояние в связи с загрязнением, обмелением и усыханием вызывает большую тревогу. Обмеление рек происходит вследствие как естественных, так и антропогенных факторов. Среди естественных причин выделяют, изменение климата и постоянно идущий естественный сброс воды, накопленный в Нечерноземной зоне во время ледникового периода, различного рода тектонические подвижки (поднятие Русской платформы).Среди антропогенных причин выделяют следующие:

• Вырубка леса особенно опасна вырубка леса в истоках и водоохранных зонах

• Осушение болот и заболоченных земель, пойменных водоемов. Во многих областях от первоначальной площади болот осталось менее половины.

• Распашка склонов и пойм рек, что приводит к смыву почв и заилению русел рек

• Забор воды из рек на орошение, промышленные, бытовые и другие хозяйственные нужды. При этом забор из рек осуществляется без увязки со схемами природопользования, нередко недопустимо велико потребление воды.

• Уменьшение запасов подземных вод в результате бесконтрольного забора воды через скважины.

• Проводимые без учета охраны природы уничтожение ключей, родников, ручьев, мелких рек и спрямление их русел при мелиорации земель, разрушение плотин.

Особую тревогу вызывает загрязнение рек. Обилие на малых реках мелких предприятий лесной, пищевой, легкой, текстильной, сельскохозяйственной и промышленности с отсталой технологией очистки воды или совсем без нее приводят нередко к их катастрофическому загрязнению, разрушению экосистем, и полной гибели в реках всего живого. Так же пагубно влияет и чрезмерная нагрузка со стороны маломерного флота. Воды загрязненных рек нельзя использовать ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни для бытовых нужд.

Крупным загрязнителем рек в последнее время становятся животноводческие комплексы, построенные без очистных сооружений. Только экологически обоснованное размещение экологических комплексов и полное использование оттоков то них на земледельческих полях орошения (ЗПО) позволит оградить окружающую среду от загрязнения. Возможность реки бороться, с поступившим в нее загрязнением связана, с самоочистительной способностью водоемов, которая обусловлена совокупностью постоянно идущих физико-химических, биохимических, биологических процессов, ведущих к восстановлению в водоеме его природных свойств и состава воды. Но способность рек к самоочищению не беспредельна. Чем меньше река, тем относительно ниже ее самоочистительная способность.

В последние годы долины рек интенсивно осваиваются под зоны отдыха. Например, на Малых реках Нижегородской области практически не осталось свободных мест для размещения зон отдыха. Без учета последствий нарушения природных систем ведется подчас, на малых реках строительство баз отдыха гидростроительство, заготовка гравия, песка и других строительных материалов. Природные ресурсы малых рек очень велики, но в настоящее время они особо нуждаются в бережном отношении к ним, постоянном внимании и заботе со стороны человека, поскольку экологические системы малых рек являются наиболее хрупкими и уязвимыми.

В настоящее время разработан целый ряд мероприятий по охране малых рек.

В первую очередь необходимо:

1. Провести облесение истоков всех рек, их берегов, склонов, оврагов, и балок, заботливо охранять родники, ключи, ручьи, питающие реки, в значительно больших масштабах осуществлять противоэрозионные мероприятия. Прирусловые лесокустарниковые полосы должны начинаться от истока и следовать на всем протяжении рек по обоим берегам до устья. Долины наиболее мелких рек длиной 3-5 км со слабо выраженными поймами в основном должны оставаться под лесом с освобождением лишь отдельных наиболее широких пойменных участков под кормовые угодья. Это весьма важное условие оптимизации ландшафтов вообще и сельскохозяйственного в частности.

2. Прекратить осушение болот имеющих водорегулирующее значение, особенно в истоках рек.

3. Проводить строительство плотин на реках оврагах, ручьях и балках, но без затопления поименных земель. Так же необходимо усилить контроль за работами (распашка, сведение кустарников, осушение, запруживание водоемов, размещение площадок для сельскохозяйственной авиации и складов удобрений), которые производят в поймах и по берегам рек, колхозы, совхозы. фермерские хозяйства.

4. Прекратить сужение русел рек, в большинстве случаев не дающего экономического эффекта, но наносящие непоправимый ущерб речным экосистемам

5. Прекратить распашку пойменных земель, а так же склоновых земель, подвергаемых эрозии т. к. это вызывает заиление рек и снижения плодородия пойменных земель

6.Проводить углубление русел рек с сохранением прибрежной древесно-кустарниковой растительности

7.Максимально сократить существующее необоснованно высокое потребление воды из малых рек для сельскохозяйственных нужд. Для каждой области должна быть принята программа мероприятий по охране, оздоровлению и комплексному использованию малых рек.

Охрана рек от загрязнения является одной из важнейших народнохозяйственных задач. Любые существующие и потенциальные источники загрязнения больших и малых рек должны своевременно выявляться и ликвидироваться. Основную роль в этом играют бассейновые водные инспекции и санитарно – эпидемиологические станции. Необходимо усилить контроль за санитарно – гигиеническим состоянием всех рек, максимально ограничить поступление в реки хозяйственно бытовых, промышленных сточных вод и стоков животноводческих комплексов. Контролировать, что бы не создавались свалки мусора по берегам рек, загрязняя тем самым поверхностные и грунтовые воды. Так же необходимо в период строительства и эксплуатации мелиоративных систем необходимо четкое соблюдение установленных инструкций по порядку ведения работ, что исключает вероятность поступления загряз нений в водоприемники. •

Для охраны рек от нефтепродуктов рекомендуется:

1.Усилить контроль над работой локальных очистных сооружений предприятий, сбрасывающих нефтепродукты в водоемы и канализационные коллекторы. Улучшить работу очистных сооружений не допускать залповых сбросов. Привлекать к строгой ответственности нарушителей санитарных норм сброса сточных вод

2. Запретить размещение складских помещений для нефтепродуктов в поймах рек.

3. Запретить устройство площадок для авто- и мототранспорта в близи рек и пойменных озер, мойку машин в водоемах , а так же прокладку дорог вблизи берегов , рек , озер.

• Для охраны рек от загрязнения ядохимикатами, удобрениями, биогенами рекомендуется следующее:

1. Охранять и восстанавливать естественный растительный покров по ложбинам стока поверхностных вод. Эти зоны вместе с поймами рек являются ландшафтно - геохимическими барьерами, препятствующими смыву в реки почвы, удобрений, пестицидов.

2. Строго соблюдать нормы, сроки и технологию применения удобрений и ядохимикатов.

3. Запретить использовать и строго это контролировать, использование самолетов для внесения удобрений на сильнообводненных территориях.

4. Шире использовать внесение гранулированных удобрений, внося их непосредственно под деревья, растения.

5. Запретить внесение удобрений на склонах вблизи водных источников

6. Организовать хранение ядохимикатов и удобрений в специально оборудованных для этого помещениях. Запретить хранение удобрений под открытым небом.

7. Запретить размещение площадок для отдыха скота на берегах водоемов, а так же водопой скота из рек без специально оборудованных мостов.

8. Огромную роль при самоочищении водоемов играют заросли прибрежно-водных растений. Следует охранять, а там где они нарушены - восстанавливать заросли тростника, рогоза, манника, осоки, ежеголовника и других растений по берегам рек озер, вокруг водозаборных сооружений в качестве фильтрационных полос, а так же создавать подобные полосы на пути сброса сточных и дренажных вод

Еще как одна необходимая мера для охраны малых рек, это – необходимо объявить охраняемыми все малые чистые реки, которые являются важнейшими источниками снабжения населения питьевой водой.

Еще одной важной проблемой малых рек является гибель растительного и живого мира в них в связи с этим так же необходимо принимать меры по их охране и восстановлению.

Пойменные земли с богатейшими заливными лугами являются «золотым» фондом естественных кормовых угодий. Урожай трав на пойменных лугах в два раза выше, чем на суходолах. Богатый флористический состав заливных лугов предопределяет высокое качество и питательность с получаемых с них кормов. Пойменные луга из года в год дают высокие стабильные урожаи и с древних времен использовались человеком как сенокосные угодья. С развитием земледелия и ростом городов отдельные участки пойм стали распахиваться. Однако степень распаханности пойменных территорий оставалась незначительной. На них продолжали господствовать луга, с которых по данным земских учетов, заготавливали 2/3 всего количества сена. Преимущественно сенокосный тип сельского хозяйства продолжал сохраняться и в первые годы советской власти. В послевоенный период производилась массовая распашка пойменных территорий главным образом под посев картофеля и овощных культур. Высокие темпы проведения распашки пойменных земель сопровождались зачастую шаблонными подходами к мелиорации пойм, ведутся без учета природных особенностей, что ведет за собой целый ряд неблагоприятных экологических последствий. Так в результате распашки значительные площади пойменных почв в период половодья подвергаются размыву и смыву на одних участках и заносу свежим аллювием на других. Распашка ухудшает свойства пойменных почв, они теряют 25-40% первоначальных запасов гумуса, 15-35% азота. Одновременно происходит разрушение водопрочной почвенной структуры, что приводит к уплотнению пахотных горизонтов, к уменьшению водоудерживающей способности. Распашка нарушает функцию почв как ландшафтно-геохимических барьеров. После распашки в результате смыва почвы с поверхности пашни и разрушения берегов в реки начинают поступать большое количество взмученного материала, что приводит к еще большему заиливанию и загрязнению русел рек. Сокращение площади пойменных лугов в результате их распашки приводит к ухудшению состояния оставшейся их части. При сильной перегрузке пастбищ скотом и отсутствием должного ухода заливные луга начинают вырождаться. Продуктивность их резко падает. При увеличении засоренности лугов, происходит выпадение из травостоя многих ценных видов кормовых растений. Зарегулирование стока рек отрицательно сказывается на состоянии больших массивов пойменных лугов, расположенных ниже плотин гидроэлектростанций.

Встала задача о повышения продуктивности пойменных лугов. Для ее решения просто необходимо соблюдения ряда норм и правил таких как: соблюдение норм пастбищных нагрузок, соблюдение сроков сенокошения, посев семян ценных сортов трав, правильный целесообразный уход за лугами и т.д. Выполнение этих мероприятий позволит повысить продуктивность пойменных лугов, даже на участках с сильно сбитым травостоем, сохранив при этом естественный многовидовой состав травостоев.

При мелиоративных работах в поймах рек обычно уничтожается достаточно большое количество древесно-кустарниковой растительности. В тоже время древесно-кустарниковая растительность в поймах рек имеет важное противоэрозионное значение. Снижая скорость воды в паводок, она тем самым снижает ее размывающую силу.

Для сохранения пойменных земель необходимо проводить целый ряд мероприятий по их рациональному использованию и охране:

• Площади пашни в поймах рек должны быть сокращены до минимума.

• Следует запретить выпас скота на пойменных сенокосах до сенокошения

• При коренной мелиорации пойменных угодий недопустима сплошная распашка пойм • Планировочные работы на пойменных землях должны быть резко ограничены • Необходимо осторожно подходить к осушению пойменных земель, которое нередко наносит вред этим территориям и выводит их из ранга высокопродуктивных территорий • Осушение пойменных земель надо проводить только закрытым дренажем с двустороннем регулированием водного режима. Недопустим прямой сброс воды в реки • Следует запретить применение на пойменных землях высоких доз минеральных удобрений, особенно азотистых • Следует резко ограничить применение всех видов пестицидов • В целях сохранения малых рек необходимо запретить осушение и коренную мелиорацию узких пойм небольших рек длиною до 10 км • Учитывая уникальность пойменных ландшафтов , их важную роль в биосфере Земли и необходимости сохранения генофонда пойменной флоры и фауны , создать несколько пойменных заповедников.