Загрязнение почвы пестицидами и пути его преодоления
Пестициды — это группа химических и биологических соединений и препаратов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев, (дефолианты) и предуборочного подсушивания растений (десиканты).
Специфика применения пестицидов такова, что загрязнение ими среды нельзя предотвратить установкой очистных сооружений и улавливающих устройств. Ими целенаправленно обрабатывают миллионы гектаров сельскохозяйственных угодий с интенсивным производством, миллионы тонн продукции. Они постоянно находятся в биосфере Земли в почве, воздухе и воде. По последним экологическим данным в окружающей среде циркулируют 55000 веществ антропогенного происхождения (ксенобиотиков), действующие вещества пестицидов среди них составляют по количеству наименований около 1 %. Но по объему загрязнителей они занимают среди ксенобиотиков 8…9-е место.
К особенностям пестицидов как загрязнителей окружающей природной среды относятся следующие факторы:
— непредотвратимость их циркуляции, что обусловлено преднамеренностью внесения их в среду и невозможностью установить очистные сооружения;
— невозможность значительно уменьшить нормы внесения, так как пестициды потеряют эффективность;
— биологическая активность, поскольку пестициды отбирают именно по этому признаку;
— контакт с пестицидами большого числа людей и полезных животных;
— стойкость пестицидов в биологических средах и способность накапливаться в пищевых цепях.
Попадание пестицидов в почву происходит при непосредственном внесении их в пахотный слой или при обработке поверхности почвы в целях борьбы против почвообитающих вредителей и сорняков; высеве протравленных семян; при опрыскивании и опыливании надземных частей растений; при авиаобработках сельскохозяйственных и лесных угодий; при хранении и транспортировке пестицидов. Имеются также факты несанкционированных захоронений устаревших, непригодных к использованию, запрещенных пестицидов, бывших растворных узлов и т.д.
При этом в соответствии с Федеральным законом от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» пестициды, используемые в народном хозяйстве и в быту, не должны выделять (отдавать) в окружающую среду вредные и опасные для здоровья человека вещества и соединения в количествах, превышающих установленные гигиенические нормативы. Действующими в РФ нормативными документами (ГН, СанПиН) установлены требования к допустимому содержанию остаточных количеств пестицидов и их метаболитов, представляющих опасность для здоровья нынешнего и будущих поколений и осуществляется контроль за содержанием их остаточных количеств в объектах окружающей среды (вода, почва, воздух).
Использование пестицидов и агрохимикатов не должно приводить к превышению гигиенических нормативов содержания в сельскохозяйственной продукции остаточных количеств пестицидов (ОКП), токсичных и опасных метаболитов и соединений, нарушающих естественный микробиоценоз почв.
Самым важным способом минимизации загрязнения окружающей среды, в том числе почвы пестицидами является соблюдение регламента их применения, то есть обязательных требований к условиям и порядку их применения, установленных при государственной регистрации пестицидов и агрохимикатов и приведенных в «Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации». Государственный каталог ежегодно публикуется в печатном виде и регулярно обновляется в электронном виде на сайте Минсельхоза РФ.
Применение пестицидов и агрохимикатов в сельскохозяйственном производстве должно проводиться только с помощью предназначенной для этого спецтехники и после предварительного обследования сельскохозяйственных угодий (посевов, многолетних насаждений, производственных помещений), направленного на выявление вредных объектов.
Однако даже выполнение всех вышеперечисленных требований не гарантирует отсутствия накопления остаточных количеств пестицидов в почве выше допустимого уровня. Для контроля за ситуацией должен проводится мониторинг содержания ОКП в почве и принятие специальных мер по результатам лабораторного анализа почвенных проб.
Одним из путей решения проблемы загрязнения пестицидами почвы и окружающей среды в целом является переход к органическому земледелию. Это направление будущего, которое развивается во всем мире, в том числе и в России, особенно с вступлением в силу законодательной базы по нему с 1 января 2020 года.
Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений, агрохимии, качества и безопасности растениеводческой продукции ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора».
Источник
Чем опасна «химия» для почв?
О вреде пестицидов, чрезмерном использовании химии, вреде на почву и производимую продукцию написано и сказано многое. Но фермеры все же продолжают использовать пестициды и химикаты. О том, как минимизировать вред от их использования и чем они опасны, рассказала корреспонденту «КазахЗерно.kz» кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая отделом разработки новых технологий ТОО «Казахский Научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. У. Успанова» Людмила Колесникова.
— В Казахстане уже не первый год ведется активная работа с фермерами по вопросам использования вместо ядохимикатов биопрепаратов. Однако, далеко не все фермеры перешли или собираются переходить на биопрепараты и пользуются традиционными химическими удобрениями и ядохимикатами. Расскажите, как использование химии влияет на почву? В чем опасность?
— Применение минеральных удобрений, несомненно повышает урожайность, но неумеренное использование может привести к снижению плодородности, усилению вреда после воздействия пестицидов, загрязнению земли и воздуха, выбросу парниковых газов, при этом наносится вред окружающей среде и здоровью человека. Использование химических препаратов может иметь неблагоприятные последствия для рек и водоемов, так как избыток составляющих такой продукции практически всегда со сточными водами попадает в природные водные источники.
Нитраты, которые являются компонентами удобрений (натриевая, кальциевая, калиевая и аммиачная селитра) в окружающей среде могут синтезировать нитрозосоединения. Большинство из них имеют мутагенные и канцерогенные свойства. При большом содержании нитратов в зеленой массе растений нитрозосоединения могут синтезироваться и попадать в почву с органикой. Они являются сильными химическими канцерогенами. Некоторые нитроз соединения проникают в организм плода при беременности.
Чем опасна «химия» для почв?
Людмила Колесникова
— Значительную роль в загрязнении почвы играют фосфатные удобрения…
— Фосфаты малоподвижны, только 2% их вымывается из пахотного слоя. Поэтому при чрезмерном применении фосфатных удобрений они накапливаются в почве в таком количестве, которое способно тормозить процессы ее самоочищения.
— Как ведут себя минеральные удобрения?
— Минеральные удобрения содержат соли и другие соединения, не поглощающиеся растениями, а накапливающиеся в грунте. Эти соединения могут изменять химический состав почвы, нарушая баланс, который потом приходится восстанавливать. Минеральные вещества перемещаются в земле при помощи влаги, причем в легких песчаных почвах их движение быстрее, чем в тяжелых. При недостаточном увлажнении, усваиваемость удобрений растениями снижается. В почвах может происходить более 30 различных химических реакций и процессов. Часть из них имеет общий характер для всех почв, часть присуща только отдельным почвенным типам.
Из-за снижения доли органики, химические удобрения могут стать причиной окисления почвы.
Постоянное употребление минеральных препаратов приводит к истощению запасов основных питательных веществ в земле. В результате плоды, выращенные на этих почвах, имеют меньшее содержание витаминов и минералов.
— И все же, какие основные негативные эффекты возникают из-за применения большого количества минеральных удобрений?
— Основные негативные эффекты, возникающие при применении минеральных удобрений: загрязнение верхних слоев почвы потенциально опасными тяжелыми металлами, галогенами, радионуклидами и тому подобное; изменение кислотно-основных свойств почвы при применении минеральных удобрений; влияние на биологическую активность почвы; активизация процессов миграции токсичных и биогенных элементов в горизонтальном и вертикальном направлениях. Изменения, происходящие в почве, вызывают определенные нарушения в смежных компонентах агроэкосистемы. Через почву минеральные удобрения косвенно влияют на физиологические процессы в растениях, становится причиной ухудшения их гигиенического качества.
— А что можете сказать про пестициды и средства борьбы с сорняками и вредителями?
— Сорняки и вредители наносят огромный вред сельскому хозяйству, ежегодные потери во всем мире от сорняков и вредителей составляют 34 %. Они снижают качество продукции, а в отдельных случаях могут полностью уничтожить урожай.
Пестициды также наиболее часто применяемые и агрессивные препараты. А переход все большего числа фермеров на систему no-till (нулевая обработка земли, без вспашки) количество применения ядохимикатов при возделывании сельскохозяйственных культур будет расти.
Почва — это сложная, комплексная система, включающая в себя не только неживые компоненты, но и различные органические, минеральные, химические вещества и живые микроорганизмы. В состав живой фазы почвы входят разнообразные микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли), почвенная микро- и мезофауна (простейшие, насекомые, черви и т. д.), корневые системы зеленых растений, которые помимо всего прочего служат важнейшим фактором почвообразования. По сути, почва живой организм.
Уничтожение вредителей разрушает сложные экологические системы и способствует гибели многих животных. Некоторые ядохимикаты постепенно накапливаются по трофическим цепям и, поступая с продуктами питания в организм человека, могут вызывать опасные заболевания. Некоторые биоциды воздействуют на генетический аппарат сильнее, чем радиация.
Попадая в почву, пестициды растворяются в почвенной влаге и переносятся с ней вниз по профилю. Длительность нахождения пестицидов в почве зависит от их состава. Стойкие соединения сохраняются до 10 лет и более.
Мигрируя с природными водами и переносясь ветром, стойкие пестициды распространяются на большие расстояния. Известно, что ничтожные следы пестицидов были обнаружены в атмосферных осадках на просторах океанов, на поверхности ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды. В 1972 на территории Швеции с атмосферными осадками выпало ДДТ больше, чем производилось этой стране.
— Как много времени требуется, чтобы после химических препаратов восстановить плодородность почв? Убрать негативный эффект от использования химии? И что необходимо делать?
— Охрана почв от загрязнения пестицидами предусматривает создание возможно менее токсичных и менее стойких соединений. Разрабатываются приемы уменьшения доз без снижения их эффективности. Очень важно сокращение авиационного распыления за счет наземного, а также применение строго выборочной обработки.
Несмотря на принимаемые меры, при обработке полей пестицидами лишь незначительная их часть достигает объекта воздействия. Большая часть накапливается в почвенном покрове и природных водах. Важная задача – ускорить разложение ядохимикатов, распад их на нетоксичные компоненты. Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза, однако наиболее активно пестициды разлагаются микроорганизмами.
На продолжительность нахождения ядохимикатов влияют несколько факторов в частности это содержание органики. Как правило, инсектициды дольше сохраняются в почвах с большим содержанием органических веществ.
Чем опасна «химия» для почв?
Людмила Колесникова
Значительное влияние на разложение пестицидов в почве оказывают температура и влажность. Так, линдан быстрее разлагается в сухой почве, чем во влажной, тогда как алдрин дольше удерживается в сухой почве. Фосфороргаиические препараты в сухой почве сохраняются дольше, чем во влажной.
Уменьшению их остаточных количеств способствует солнечный свет и ультрафиолетовое облучение почвы.
Устойчивость пестицидов в почве зависит также от применяемой агротехники и покровных культур.
Существенное влияние на устойчивость пестицидов в почве оказывают способ внесения и форма применения препарата. Дольше сохраняются в почве гранулированные препараты.
Разложение фосфорорганических инсектицидов в значительной мере происходит в результате деятельности микроорганизмов почвы. В почвах, бедных микроорганизмами, они сохраняются значительно дольше. Аналогичное явление установлено в отношении ДДТ.
Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза.
Пестициды действительно опасны для биосферы, однако, и это следует подчеркнуть специально, хотя они и относятся к веществам, наиболее загрязняющим окружающую человека природную среду, их «лидирующее» положение является временным. Разработка более «короткоживущих» препаратов, полностью распадающихся в течение сезона и даже в более короткие сроки, а также веществ, менее токсичных для человека и теплокровных животных, и, наконец, все более и более широкое использование биологических средств защиты растений с неизбежностью «отодвинут» пестициды на более низкий уровень в ранжированном по степени опасности ряду загрязнителей.
— Почему химические препараты становятся менее действенными?
— Главная причина все большего распространения всевозможных заболеваний растений, состоит в том, что вызывающие эти болезни патогенные микроорганизмы и грибы обладают способностью приспосабливаться к неблагоприятным внешним факторам, в том числе и к химикатам. Доказано, что чем выше уровень развития вредителя, тем более развит и гибок механизм его приспосабливаемости и выживания. На верхней ступени эволюции микроорганизмов находятся грибы. Именно этот класс вредителей причиняет растениям особо большие неприятности.
Механизм приспосабливаемости патогенных микроорганизмов к ядохимикатам различен. В каких-то случаях, особенно при малых дозах яда, идут постепенные изменения внутренней структуры клеток вредителя, вследствие которых яд на них просто перестает действовать. Более того, как показали последние очень серьезные и кропотливые научные исследования, в почве патогенные микроорганизмы обретают способность извлекать из состава предназначенных для их уничтожения пестицидов необходимые химические элементы. После этого и без того ядовитые химикаты становятся еще более токсичными и даже мутагенными, только уже не для патогенов, а для растений и человека.
— Чем отличается работа биопрепаратами и химическими? Сколько лет нужно пользоваться только биопрепаратами, чтобы увидеть результат?
— Биопрепараты повышают иммунитет растений, и они растут крепкими и здоровыми. Наши ученые разработали технологию производства весьма дешевого по себестоимости и высокоэффективного жидкого удобрения «БиоЭкогум». Применение его позволяет не только повысить урожай зерновых, овощных и кормовых культур, но и получить экологически чистую продукцию. Причем затраты на его применение крайне низкие, а эффективность в повышении урожайности вышеперечисленных культур — высокая.
Замачивание семян зерновых культур позволяет повысить урожай зерна этих культур на 7-30 %, а одно- и двукратное опрыскивание растений картофеля, кукурузы, овощных и зерновых культур повышало урожай этих культур на 7-20 и более процентов. Причем в большинстве случаев применение «БиоЭкогум» при опрыскивании растений различных сельскохозяйственных культур и применения половинной дозы минеральных удобрений дает такую же прибавку урожая, как и в случае применения одних минеральных удобрений, если они применяются в полной норме. Результаты многочисленных исследований и производственные испытания «БиоЭкогум» в сельскохозяйственных предприятиях показали следующее.
Во-первых, этот препарат дает сравнительно высокую прибавку урожая сельскохозяйственных культур, под которые он применялся в крайне малых дозах.
Во-вторых, себестоимость этого биологического препарата является самой низкой из всех применяемых биопрепаратов органического происхождения, а доход от его применения в виде прибавки урожая получается самым высоким на единицу денежных затрат.
В-третьих, применение этого препарата в сельском хозяйстве позволяет возможность получать экологически чистые продукты питания для человека и корма для животных. Более того, сам препарат не причиняет вреда ни фауне, ни флоре.
Новость на Казах-зерно:
— Можно ли бесконтрольно использовать биопрепараты (превышать дозировки, не соблюдать сроки и тд) и чем это чревато и для растений и для почв?
— Биопрепараты работают с высокой эффективностью. Отрицательный эффект при превышении дозировки невозможен. Биопрепараты не только полезны, но и безопасны для человека и окружающей среды. Это же касается сроков обработки, потому что биопрепараты в основном направлены на профилактику болезней и вредителей. И рекомендованные сроки учитывают периоды наиболее эффективного применения биопрепаратов с учетом биологии сорных растений, возбудителей болезней и вредителей. То есть их активности и уязвимости.
Биоудобрения действуют в трех направлениях: оздоровление почвы, перевод элементов питания из недоступных форм в доступные, питание растений и стимуляция их роста и развития. Рекомендуемые сроки обработки сроки обработки, также учитывают особенности растений. Для зерновых, например, рекомендуется обработка семян, что увеличивает процент взошедших семян и силу роста. Следующая обработка рекомендуется в период закладки вегетативных и генеративных органов (закладка колосков и закладка цветков), то есть в фазу кущения и выхода в трубку. Далее следует период не менее важный — колошение и налив зерна. В этот период растение также необходимо обеспечить питательными веществами, так как при их недостатке происходит отмирание боковых побегов, отмирание нижних листьев и продуктивность фотосинтеза снижается. А все эти факторы влияют на урожайность.
— Почему часть фермеров все еще пользуется химическими препаратами и на рынке их становится все больше?
— Недостаток информации, ограниченный ассортимент и высокая стоимость импортных биопрепаратов.
Южные регионы уже оценили преимущества биопрепаратов, прекрасные результаты были получены на хлопке. Нашим НИИ в Шымкенте был открыт завод по производству биоминеральных удобрений и жидких гуминовых удобрений.
Сейчас мы разработали линейку гуминовых удобрений с учетом требований различных культур.
И все же, использовать ли органические или химически удобрения – решает каждый фермер для себя сам. Однако, спрос на органическую продукцию в мире растет с каждым днем. Европейские фермеры уже отказались от использования химических препаратов. Возможно, скоро и у нас все большее число аграриев станет более осознанно относиться к выбору препаратов.
Источник