Охрана окружающей среды

Для достижения экологической устойчивости и сохранения природно-ресурсного потенциала требуется не только осуществить экологизацию производственной деятельности, но и обеспечить охрану природных жизнеобеспечивающих систем. Для этого необходима система мер по предотвращению их загрязнения, поддержанию целостности и восстановлению. Решение этой задачи не что иное, как возврат долгов природе и введение социально-экономического развития в экологически безопасное русло, определенное возможностями природно-ресурсного потенциала регионов, сложностью ландшафтов, т. е. способностью их принять и трансформировать определенное количество вещества и энергии при устойчивом функционировании [В.И. Кирюшин, 2012].

Радикальное средство защиты почв от водной и ветровой эрозии, а также от увеличения потери гумуса — растительность. В системе мер противоэрозионного земледелия она играет важную роль.

Многолетние травы гасят энергию ливневых дождей. Часть осадков задерживается растительным покровом, в результате уменьшается склоновый сток. Падающие капли дождя при встрече с растительностью распыляются на мелкие частицы, создаются условия для поглощения почвой выпадающих осадков. Растительный покров значительно снижает скорость ветра в приземном слое. Мощно развитая корневая система многолетних трав выполняет противоэрозийные мелиорирующие функции. Она способна извлекать из почвы элементы питания с большой глубины [Д.Н. Прянишников, 2013].

Механическая обработка разрушает природное строение почв, которое часто является оптимальным для тех или иных культур. Лишение почвы природной мульчи (войлока, подстилки, дернины), распыление верхнего слоя создает предпосылки для усиления стока, эрозии, дефляции. Вследствие механических обработок происходит разрушение почвенных зооценозов, разрушение ходов червей и корней, снижение способности к биологическому саморыхлению.

Решение этих проблем происходит также с помощью многолетних трав. Мощная корневая система пронизывает пахотный и подпахотный слои почвы, способствует приданию ей комковатой структуры. После отмирания корневой системы увеличивается относительный объем свободных промежутков между структурными отдельностями, называемый пористостью.

Многолетние растения семейства бобовых обладают важной способностью азотфиксации [В.И. Кирюшин, 2011].

Растения стимулируют деятельность диазотрофных бактерий и определяют суточную и сезонную динамику ассоциативной азотфиксации. Наиболее важную роль в стимуляции играют продукты экзоосмоса и корневой опад, являющиеся энергетическим субстратом для диазотрофных микроорганизмов фитоплана, а также высокая поглотительная деятельность корней, способствующая быстрому оттоку азотсодержащих продуктов метаболизма бактерий и поддерживающая высокую активность нитрогеназы. Следует подчеркнуть, что общее количество органического вещества, прижизненно поступающего в фитоплан, в периоды активного роста и развития растений составляет в среднем около трети от продукции фотосинтеза, т. е. значительно больше, чем принято считать. При этом только водорастворимые корневые выделения по некоторым представлениям могут достигать 2−3 т/га в год [Н.Г. Андреев, 2012].

Характер влияния многолетних трав на водный режим почв зависит от района возделывания. В районах недостаточного увлажнения активное иссушение почвы в верхнем слое происходит под многолетними рыхлокустовыми злаковыми травами, обладающими густой сетью мелких пронизывающих почву корней.

При подборе культур на солонцеватых, засоленных, переувлажненных, кислых и других почвах с неблагоприятными свойствами важно учитывать способность их активно влиять на мелиоративные процессы. Например, при мелиорации солонцовых почв необходимо использовать растения, в наибольшей мере способные обогащать почву органическим веществом, кальцием, повышать концентрацию СО2, благоприятствуя растворению почвенных карбонатов кальция как за счет прижизненных кормовых вредителей, так и разложения больших растительных остатков. В данном отношении уникальной способностью обладают многолетние бобовые травы. В орошаемых условиях больной эффект достигается при агробиологическом методе мелиорации солонцов, в котором многолетние травы используются на фоне плантажной вспашки с вовлечением в пахотный слой карбоната кальция, растворимость которого повышается под их влиянием [В.И. Кирюшин, 2011].

Проблема загрязнения окружающей среды в связи с интенсификацией сельского хозяйства имеет глубоко диалектический характер. С одной стороны, неупорядоченное применение пестицидов и минеральных удобрений при возделывании многолетних трав и сельскохозяйственных культур приводит к загрязнению окружающей среды. С другой стороны, грамотное их применение обеспечивает получение высоких урожаев и тем самым позволяет сберечь большие площади от распашки, сохраняя естественные ландшафты.

Остатки пестицидов составляют весьма незначительную часть общей массы загрязнителей, поступающих во внешнюю среду, эти вещества могут быть опасны вследствие их высокой биологической активности. Пестициды классифицируются по своему целевому назначению из них наиболее часто встречающиеся: гербициды — для борьбы сорными растениями, инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды — с грибковыми болезнями, бактерициды — с бактериями и бактериальными болезнями растений.

Отрицательные последствия применения пестицидов в целом связано с тем, что эти вещества, предназначенные для уничтожения вредных организмов, сорняков, вредителей, фитопатогенных микробов, угнетают жизнедеятельность и других организмов. Вредное влияние пестицидов проявляется в воздействии на людей — прямом или в виде отравлений пищевыми продуктами, содержащими остаточное количество этих веществ. Отрицательные последствия, связанные с пестицидами, обусловлены главным образом разрушением биогеоценозов, в которых само существование и численность отдельных видов животных тесно связаны между собой [В.А. Черников, 2011].

Нарушение оптимальных доз, соотношений питательных элементов в минеральных удобрениях и сроков их внесения, отсутствие учета биологических требований растений и содержание подвижных форм питательных веществ в почве отрицательно влияют на метаболизм органических соединений, особенно на синтез белков и аминокислот. Одновременно в растениях в избыточном количестве накапливаются нитраты, нитриты, которые в кислой среде реагируют с вторичными аминами, образуя нитрозамины. Эти соединения обладают канцерогенными и мутагенными свойствами. По данным Б. Коменера растения поглощают в среднем примерно половину азота, вносимого с удобрениями, остальное его количество улетучивается в атмосферу, сбрасывается в водоемы и накапливается в почве, вызывая загрязнение окружающей природной среды.

Калий не оказывает существенного вредного воздействия на окружающую среду. Последний, проникая в грунтовые воды и водоемы, может вызывать ряд нежелательных последствий.

Специфическая особенность фосфорных удобрений заключается в том, что применение их в больших дозах приводит к нежелательному накоплению в почве ряда других веществ: фтора, радиоактивных соединений. Кроме того, в фосфорных удобрениях содержатся токсические соединения фтора. Фосфат ион мало подвижен и прочно закрепляется в почве, а ортофосфат практически нетоксичен для человека и животных. Тем не менее, значительные количества фосфатов попадают в водоемы с частицами почвы вследствие водной эрозии, что способствует эфтрофикации водоемов.

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 [А.С. Степановских, 2012].