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
Загрязнение почвы пестицидами
Загрязнение почвы пестицидами — экологическая проблема, которая оказывает негативный вред на окружающую среду, ухудшает здоровье человека. С ростом производства в сельских хозяйствах все чаще используют данные химические соединения, даже не догадываясь о последствиях и вреде для почвы.
Определение и применение
Пестициды — химические вещества, используемые для борьбы с органическими, растительными или живыми вредителями. Термин включает определенные соединения, применяемые в качестве регулятора роста растений, дефолианта, осушителя или агента для прореживания плодов. Помимо этого, они используются до или после сбора урожая, для защиты готового товара от порчи при хранении и транспортировке.
Соединения пестицидов различаются исходя из характера использования и главного раздражителя. Некоторые группы:
- гербициды — для борьбы и профилактики сорняков;
- инсектициды — против мелких вредителей, включая насекомых;
- нематоциды — при значительном вреде круглыми червями;
- бактерициды — против бактериальных заболеваний;
- зооциды — для устранения грызунов;
- арборициды — с целью уничтожения органической растительности древесного и кустарного типа.
К самым распространенным относятся гербициды, на долю которых приходится 80% от всего использования.
Использование пестицидов способно снизить потерю урожайности сельскохозяйственных культур. Это позволяет сократить расходы в несколько раз. Экономически обусловленная эффективность способствует их широкому распространению. Так, ежегодная выработка химической продукции в среднем составляет 2 млн. т, включая более 100000 различных коммерческих наименований.
Экологическое воздействие
Использование пестицидов вызывает ряд экологических проблем. Более 98% распыляемых инсектицидов и 95% гербицидов достигают места назначения, что приводит к тяжелым последствиям для окружающей среды и для почвы.
Проблема загрязнения почв пестицидами — важнейшая экологическая опасность для современного общества.
Широкое применение в сельскохозяйственном производстве приводит к деградации естественной микрофлоры почвы. Это особо выражено при чрезмерной или неправильной эксплуатации. При повышенных дозах возможно загрязнение воды, что объясняется испарением из почвенного покрова.
Наиболее стойким видом считаются хлорорганические пестициды. Их пагубное воздействие на почву продолжается десятилетиями, что отрицательно влияет на сохранение почвенного покрова. Повышенное накопление данного вещества оказывает сокрушительный вред на экологию, вплоть до развития заболеваний у людей и животных.
Главные источники загрязнения — вещества для выращивания сельскохозяйственных культур. Также они применяются для уничтожения нежелательных растений в аквариумах, при чистке механического оборудования или в качестве агротехнического метода. В этом случае влияние пестицидов на почву незначительное.
Методы решения
Поскольку загрязнение почвы пестицидными веществами является глобальной проблемой, ученые всячески пытаются найти методы ее решения. Пока что не найдено единственно правильного способа устранить негативное влияние.
Охрана природы от загрязнения стойкими веществами предполагает два условия — создание менее токсичных соединений и уменьшение дозирования различными пестицидными формами. Рекомендации для снижения вреда на окружающую среду и почву включают:
- Комбинированное применение пестицидных веществ с другими методами: биологический, агротехнический, химический. Цель — защитить культивирование с такой же результативностью.
- Эксплуатация современных форм пестицидов, что снижает количество расходного материала и устраняет экологические последствия.
- Переменчивое использование токсических веществ с отличительным механизмом воздействия. Данный метод вовремя предотвращает развитие паразитарных организмов или вредителей. Для большей части сельскохозяйственных культур рекомендовано комбинированное использование 3-4 препаратов.
В последнее время набирают популярность альтернативные способы: культивирование, биологические средства борьбы с вредителями, генная инженерия и другие методы, направленные на уничтожение насекомых путем стерилизации целевых видов. Это безопаснее, чем традиционные химические пестициды.
Живые организмы нередко используются для снижения биологического вреда.
Сюда относятся естественные хищные или паразитарные виды, способные устранить нежелательных вредителей. Пестициды, основанные на энтомопатогенных грибах, бактериальных или вирусных соединениях вызывают заболевания у паразитов.
Загрязнение окружающей среды можно контролировать различными биоиндикаторами. Так, хорошую эффективность показывает пчелиный опылитель.
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