Определение возможности получения экологически безопасной продукции растениеводства в условиях загрязнения агроценозов поллютантами

Деградация агрофитоценозов, экосистем различного уровня обусловлена нерациональным применением удобрений, мелиорантов, средств защиты растений, биологически активных продуктов, разрушением почв под влиянием механических обработок, распашкой территории выше допустимых пределов, неграмотным осушением и орошением, поступлением в почву отходов сельскохозяйственного производства и сельских поселений, нефтепродуктов и отходов переработки сельскохозяйственной продукции. При ведении сельскохозяйственного производства отмечаются нарушения почв, вод, приземного слоя воздуха, растительного покрова, биоты, ландшафта. Отмечена тенденция к накоплению в экосистемах различного уровня таких приоритетных загрязнителей, как: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель, мышьяк, медь, цинк), радионуклидов (цезий-137, стронций-90), микотоксинов, фитотоксинов, нитратов, нитритов и т. д. Происходит изменение свойств, процессов и режимов, трофических цепей, саморазвития и саморегулирования систем и подсистем, связанных с изменением аккумуляции, трансформации и миграции вещества, энергии и информации.

Нарушение экологических законов при использовании земель приводит к падению плодородия почв, к загрязнению водной и воздушной среды, к снижению качества сельскохозяйственной продукции. Качество сельскохозяйственной продукции предопределяется отсутствием каких-либо загрязнителей, способных вызвать острые или хронические изменения в состоянии здоровья человека.

Из большинства веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы. Проблема тяжелых металлов в современных условиях производства глобальная, т.к. они являются генетическими ядами, поскольку аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах, вызывая сердечнососудистые заболевания, тяжелые формы аллергии, канцерогенный и эмбриотропный эффект у организма, поэтому необходимы соответствующие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды. Все тяжелые металлы обладают высокой токсичностью, миграционной способностью, а также канцерогенными и мутагенными свойствами. Особое значение необходимо придавать загрязнению почвы и воды редкими и рассеянными элементами, обладающими биоцидными свойствами, например Hg, Kd, Pb, As, Se.

Повышенный уровень нитратного азота в различных природных компонентах, с одной стороны, снижает биологическую ценность продуктов питания и кормов, а с другой — оказывает через них негативные последствия на человека и животных. Нарушения в технологии ведения хозяйства, нерациональное использование удобрений ведет к ухудшению качества окружающей среды. Образующиеся и накапливающиеся нитраты в почве и воде становятся экологическим фактором, определяющим не только режим питания растений, обмен веществ и величину продуктивности, но и качество урожая, воды и воздуха.

Ионизирующие излучения обладают высокой биологической активностью. Они способны вызвать ионизацию любых химических соединений биосубстратов, образование активных радикалов и этим индуцировать длительно протекающие реакции в живых тканях. Поэтому результатом биологического действия радиации является нарушение нормальных биохимических процессов с последующими функциональными и морфологическими изменениями в клетках и тканях.

Микотоксины вредны для клетки уже в незначительных концентрациях. Механизм действия микотоксинов заключается в блокировке жизненно важных аминокислот (аланина, тирозина, триптофана) и образовании аминосоединений (аминов). У растений под влиянием токсичных веществ гриба теряется тургор, обесцвечиваются листья, отмечается побурение сосудов и ухудшаются обменные процессы.

Для получения экологически безопасной продукции невозможно добиться без проведения мониторинга (слежения) за содержанием тяжелых металлов, радионуклидов, нитратов, пестицидов в окружающей среде, т.к. значительная часть их аккумулируется в почве. Затем они мигрируют в природные воды, поглощаются растениями и поступают в пищевые цепи. Мониторинг включает в себя следующие основные направления: наблюдение за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на неё; оценку физического состояния окружающей среды и уровня ее загрязнения; прогноз состояния окружающей среды в результате возможных загрязнений и оценку этого состояния.

Мероприятий, с помощью которых реализуется стратегия снижения отрицательных последствий распространения загрязнителей в окружающей среде, включает широкий спектр человеческой деятельности и должны быть направлены, прежде всего, на предупреждение загрязнения объектов окружающей среды, разработку новых приемов экологически безопасного воздействия на окружающую среду, в том числе на продукцию, производимую человеком. Применяя такие агротехнические приемы, как известкование, внесение минеральных и органических удобрений, использование биологически активных веществ можно на разных стадиях производства свести к минимуму вероятность накопления основных поллютантов в почве, а, следовательно, и в растениеводческой продукции.

Целью курсовой работы является — изучение отдельных поллютантов, особенностей их поведения в окружающей среде, воздействия на растения и живые организмы, а также разработка мероприятий по снижению токсичности токсикантов и получение экологически чистой продукции растениеводства.

Раздел 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕДНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Сельскохозяйственное производство несет огромные потери от болезней, вредителей и сорняков. Характерными вредителями злаков являются злаковые мухи, злаковые тли. Большой вред сельскому хозяйству наносят и инфекционные болезни, вызываемые грибами, что выражается в значительном снижении урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно значительные потери урожая происходят в результате присутствия сорных растений, которые выносят питательные вещества и влагу из почвы, затеняют культурные растения, а во многих случаях и загрязняют продукцию ядовитыми веществами и семенами, вызывающими отравление человека и животных. Качество растениеводческой продукции во многом зависит от развивающихся болезней, вредителей и наличия сорняков. Нарушения физиологических процессов при заболевании растительных организмов чаще проявляется в следующем: в ослаблении фотосинтеза, в нарушении интенсивности дыхательных процессов, в нарушении транспортировки в растения воды и питательных веществ, а также продуктов фотосинтеза; в нарушении синтеза ростовых и запасных веществ. Все это сказывается на урожайности и качестве сельскохозяйственной продукции.

Общие потери урожая от вредителей, болезней и сорняков в мире составляет 34% от потенциально возможного урожая.

Таблица 1

Характеристика вредных объектов Название вредного организма Вредящая фаза и характер повреждений / внешние признаки проявления болезни Приуроченность повреждений к фенофазам растений Условия, благоприятные для распространения вредителя и возникновения и развития болезни