СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Сельскохозяйственное загрязнение, как и промышленное, наносит ущерб экосистемам. Оно бывает нескольких типов.
Загрязнение воды стоками животноводческих ферм и скотооткормочных комплексов. Хотя навоз является прекрасным удобрением, он может нанести вред природным экосистемам, если неправильно подготовлен к внесению на поля. Чтобы не загрязнять водоемы навозными стоками, строят навозохранилища с бетонными стенами; фермы, расположенные рядом с реками и ручьями, перемещают, чтобы снизить вероятность попадания загрязняющих веществ в воду.
Загрязнение пестицидами и их остатками. Из-за этого загрязнения обедняется живое население почвы – снижается численность почвенных животных, водорослей, микроорганизмов, в результате замедляются разложение редуцентами органических остатков и возврат питательных элементов в почвенный раствор. Остатки пестицидов могут попасть в воду (особенно при орошаемом земледелии и выращивании риса), в атмосферу, в продукты питания. Большая часть пестицидов и продуктов их неполного разложения токсична и отрицательно влияет на здоровье человека.
Загрязнение почвы тяжелыми металлами. Этот вид загрязнения связан с внесением фосфорных удобрений, в которых обычно бывает примесь тяжелых металлов – кадмия, кобальта, цинка и др. Для предотвращения этого загрязнения необходимо тщательно очищать удобрения на предприятиях, где их производят, и контролировать содержание тяжелых металлов в партиях удобрений и в почвах.
Вдоль больших дорог, пересекающих агроэкосистемы, на расстоянии до 100 м почвы могут быть загрязнены свинцом, если в автомобилях используется этилированный бензин, в котором содержится этот тяжелый металл.
Загрязнение почвы и продуктов питания нитратами. Загрязнение продуктов питания нитратами считается опасным, если на каждый килограмм веса человек потребляет более 5 мг нитратов в сутки. Попав с продуктами в организм человека, нитраты нарушают нормальную работу кровеносной системы, что особенно опасно для детей грудного возраста. Нитраты вступают в сложные комплексные соединения, называемые нитрозными. Нитрозные соединения канцерогенны, т.е. могут стать причиной развития раковых опухолей.
Чтобы в овощах не накапливались нитраты, нужно ограничивать применение минеральных азотных удобрений и использовать их одновременно с органическими удобрениями (навозом). Если концентрация нитратов в почвенном растворе будет невысока, их содержание в овощах также не превысит норму. Нитраты более активно накапливаются растениями при недостатке света, поэтому культуры с высокой способностью накапливать нитраты нельзя выращивать в затененных местах.
Сельскохозяйственное загрязнение среды может усугубляться техногенным загрязнением. Так, в результате атмосферной эмиссии (то есть выпадения из атмосферы) почвы агроэкосистем могут загрязняться тяжелыми металлами и подкисляться при выпадении кислотных дождей. Кислотные дожди при этом могут улучшать обеспечение почвы азотом, так как в их составе есть азотная кислота.
1. Какие типы сельскохозяйственного загрязнения вы знаете?
2. Чем опасно загрязнение продуктов нитратами?
3. Как можно уменьшить сельскохозяйственное загрязнение среды?
Мировой стандарт расхода пестицидов составляет 7 кг на 1 га. Его превышение является причиной широкого распространения болезней, связанных с загрязнением воды пестицидами. В первую очередь это болезни печени и желудка, а также онкологические заболевания. В большинстве районов России пестицидные нагрузки составляют 0,5–2 кг/га, что экологически мало опасно.
Из-за отравления ДДТ на востоке США полностью исчез сапсан. Содержание ДДТ в жировых тканях человеческого тела достигает в США 12–16 частей на миллион, а официально установленный предел допустимого содержания его в пищевых продуктах составляет 7 частей на миллион.
По способности накапливать нитраты овощи можно разделить на шесть групп: 1) больше 5 г нитратов на 1 кг продукции (все виды салата, включая и кресс-салат, петрушка, редис); 2) до 5 г на 1 кг (шпинат, редька, капуста, морковь, репчатый лук); 4) до 3 г на 1 кг (лук-порей, ревень, укроп); 5) до 1 г на 1 кг (тыква); 6) менее 1 г на 1 кг (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель).
Полезно знать, как распределены нитраты в овощах. Так, у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода (рис. 93.), и срезав его (примерно на 1/5 длины), можно снизить количество нитратов в борще или винегрете. В моркови в центральной желтой части нитратов больше, чем в окружающей красной. Поэтому маленьким детям готовят сок только из внешней красной части моркови. У капусты самая опасная часть – кочерыжка, концентрируются нитраты и в толстых черешках листьев кочана. Так что, если неизвестно, как была выращена капуста и сколько в ней нитратов, лучше не использовать в пищу эти части. Нитраты из капусты улетучиваются при квашении.
У картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных. Кроме того, они сосредоточены под кожурой. Картофель, выращенный с использованием минеральных азотных удобрений, не стоит варить «в мундире», а лучше очистить, причем, не экономной картофелечисткой, а ножом.
Источник
Как сельское хозяйство загрязняет природу?
Сельское хозяйство — отрасль, которая обеспечивает сырьем предприятия легкой, фармацевтической, пищевой промышленности. Для увеличения объемов производства агрокомплексы применяют химические средства, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду. Данная экологическая проблема классифицируется как сельскохозяйственное загрязнение.
Влияние агропромышленной деятельности на экосистему
Основные виды загрязнения распространяются на воздух и почву, что влечет за собой ухудшение их качественных характеристик.
Загрязнение атмосферного воздуха предприятиями сельского хозяйства происходит в результате выброса аммиачного газа. Он выделяется из отходов животного происхождения, при испарении удобрений. В атмосфере газ соединяется с продуктами горения (оксид азота, сульфаты), что приводит к образованию мелкодисперсных частиц. Такие взвеси вызывают бронхо-легочные, сердечные заболевания.
Загрязнение почвы в процессе сельскохозяйственной деятельности возникает от применения химических средств в объемах, превышающих нормы.
Высокие дозы провоцируют рост в почве токсинообразующих микроорганизмов и элементов, которые негативно отражаются на растениях, животных, насекомых.
Причины загрязнений
В сельском хозяйстве используются удобрения и пестициды, которые улучшают количественные и качественные характеристики продукции. Обратная сторона применения химических веществ — нарушение экобаланса. Отходы жизнедеятельности животных — еще один тип негативного влияния на природу.
Пестициды
Группа ядохимикатов, действие которых направлено против бактерий, грибков, насекомых, сорняков и грызунов. Они не имеют избирательной направленности. От токсичных соединений гибнут безвредные птицы и животные, полезные микроорганизмы. Часть ядов остается в культурных растениях, может попасть в организм человека. Постепенно накапливаясь, они несут вред здоровью.
Возникает цепная реакция, которая мешает восстановлению природного равновесия: пестициды замедляют разложение тел, растения не получают питательных веществ (гумус) для роста. Происходит обеднение флоры и фауны. Токсичные элементы, попадая в водоемы, нарушают биоценоз.
Удобрения
Роль минеральной подкормки заключается в восполнении питательных веществ почвы. Удобрения делятся на калийные, фосфорные, азотные. Отрицательное воздействие на экосистему оказывают балластные компоненты (хлор, сера).
Токсины, тяжелые металлы накапливаются в растениях. Вредные соединения, попадая в организм животного и человека, могут вызывать онкологические заболевания. Большие концентрации приводят к отравлениям.
Нитраты (элементы азотного удобрения) легко растворяются в воде и вымываются из почвы. Попадая в водоемы, приводят к росту водорослей и прибрежной флоры. В результате происходит заболачивание рек и озер, сокращение их площади.
Животноводческие стоки
Сельскохозяйственные комплексы, занимающиеся разведением животных (свиней, крупного рогатого скота) и птиц, накапливают и утилизируют продукты их жизнедеятельности (навоз, помет). Нарушение технологий обращения с отходами приводит к тому, что они попадают в грунтовые воды, озера, реки. В стоках содержатся органические и неорганические соединения, болезнетворные микробы. Патогенная флора может включать до 100 возбудителей заболеваний. Это грозит эпидемическими вспышками.
Методы борьбы с агропромышленным загрязнением
В основе сельскохозяйственной деятельности должен лежать принцип охраны окружающей среды, который предполагает минимальное отрицательное воздействие на экосистему.
Борьба с загрязнениями почвы
Чтобы противостоять загрязнению грунта необходимо следовать следующим рекомендациям:
- Применять традиционные подкормки (минеральные, органические) согласно технологии, не нарушая нормы дозирования.
- Дополнительно использовать сидераты (растения, которые запахиваются в почву и при гниении насыщают ее полезными элементами).
- Использовать ядохимикаты, которые обладают малой токсичностью и не аккумулируются в природе.
- Утилизировать отходы растениеводства и животноводства, соблюдая санитарные правила.
Результативные средства избавления от вредных насекомых — микробиологические препараты, репелленты, привлечение энтомофагов (организмы, питающиеся насекомыми).
Современным методом является биотехнология, которая основана на использовании микроорганизмов для переработки растений, продуктов жизнедеятельности животных.
Защита атмосферы
Сельскохозяйственный аммиак приобретает токсичные свойства, соединяясь с продуктами горения (образуются в результате работы автотранспорта, промышленных предприятий, электростанций). Снижение выбросов оксида азота, сульфатов приведет к уменьшению мелкозернистой взвеси в воздухе. Не вступая в реакции, газ растворится в нижних слоях атмосферы, не причиняя вреда.
Сельскохозяйственному загрязнению подвергаются почва, водоемы, воздух. Борьба с ним заключается в отказе от использования удобрений, пестицидов или в снижении их концентраций.
Источник
Виноград и экологические факторы
Виноград, как и любое сельскохозяйственное растение, испытывает на себе действие большого количества различных факторов, под влиянием которых изменяются ростовые и генеративные Процессы, продуктивность насаждений и качество продукции. Виноград относится к числу растений, обладающих высокой отзывчивостью на изменения факторов внешней среды и приемы возделывания. В ряде случаев изменения качества продукции бывают столь значительными, что они определяют выбор специализации виноградарства и служат основой при разработке типов и марок продуктов переработки.
Классификация и характеристика основных экологических факторов. В широком смысле под средой (или окружающей средой) понимают совокупность материальных тел, явлений и энергии, влияющих на живой организм. Элементы среды, существенно влияющие на растения, называют экологическими факторами. К ним относятся свет, температура воздуха и почвы, вода в почве и атмосфере, движение воздуха, дымовые газы, засоление грунтовых вод, естественная и искусственная радиация. От понятия среды следует отличать понятие условия существования — совокупность жизненно необходимых факторов, без которых растение не может существовать (свет, вода, тепло, воздух, почва).
По происхождению и характеру действия все экологические факторы подразделяют на абиотические (неорганическая, неживая среда) и биотические, связанные с влиянием живых организмов.
К абиотическим факторам относятся:
климатические — свет, температура, влага, атмосферные явления;
почвенно-грунтовые, или эдафические (механический, химический состав почв, их физические свойства и т.д.);
топографические (орографические) — условия рельефа.
В группу биотических факторов входят:
фитогенные — влияние растений-сообитателей, как прямое (механические контакты, симбиоз, паразитизм), так и косвенное (изменения среды обитания);
зоогенные — влияние животных организмов, повреждение ими растений (рис. 30).
Эту классификацию факторов следует рассматривать как единую взаимосвязанную систему влияния, в которой трудно вычленить действие одного конкретного фактора. Поэтому при анализе и оценке каждого фактора следует иметь в виду 2 аспекта его действия — прямое и косвенное.
Рис. 30. Факторы, влияющие на виноградное растение и его продукцию.
Факторы среды действуют на растение одновременно и совместно, причем действие одного фактора в большой степени зависит от экологического фона, то есть от количественного выражения других факторов. Существует частичная заменяемость основных экологических факторов и вместе с тем их полная незаменимость. На этой основе сформулировано положение ограничивающего фактора (закон Либиха). Оно имеет принципиальное значение при решении конкретной задачи оптимизации условий внешней среды, поскольку основные усилия должны быть направ-лены или на усиление действия фактора, находящегося в лимите, если его влияние положительное, или на снижение вредоносности его действия, если оно отрицательное.
Кроме экологических, виноградное растение испытывает на себе значительное влияние большого количества антропогенных факторов, то есть факторов, связанных с деятельностью человека. К технологическим приемам, значительно влияющим на изменения экологических факторов, относятся: выбор направления рядов, схема посадки, система ведения, формирование и обрезка кустов, поливы, удобрение, система содержания почвы и др. Все они в той или иной мере определяют фитоклимат виноградных насаждений, представляющих собой агробиоценоз.
Свет. Один из важнейших для жизни растений абиотических «факторов. Роль света определяется прежде всего особым положением растений, в том числе виноградного, в биосфере как автотрофов, образующих путем фотосинтеза органическое вещество из неорганических соединений с использованием лучистой энергии Солнца. Специфические требования современных форм винограда к свету вырабатывались в процессе их эволюции. В третичном периоде в связи с изменениями условий среды, появлением и распространением на большой территории суши тропических лесов, виноградное растение оказалось в непривычных для него условиях затененности. Это привело к тому, что наряду с высокой потребностью к свету оно со временем приобрело еще одно свойство- теневыносливость. Таким образом, у него появилась высокая приспособительная способность к оптическому излучению разной интенсивности, что позволяет выращивать виноград в зонах с различной освещенностью, и этот фактор, по мнению Ф. Ф. Давитая (1948), при наличии тепла и влаги в районах возделывания винограда не является ограничивающим. Наибольшее значение для физиологических процессов имеет коротковолновая часть солнечной радиации. Ее подразделяют на ультрафиолетовую (290-380 нм), оказывающую фотоморфогенетический эффект; видимую, или фотосинтетически активную радиацию (ФАР, 380-710 нм), дающую фотосинтетический, фотоморфогенетический я тепловой эффект; и близкую инфракрасную (750-4000 нм), оказывающую морфогенетический и тепловой эффект (Амирджанов, 1980).
В продукционном процессе КПД ФАР виноградников в зависимости от агробиоценоза составляет от 0,5 до 2%. Это позволяет реализовать только 15-20% потенциальной продуктивности: насаждений. Дальнейшее совершенствование технологии возделывания винограда направлено на повышение КПД ФАР до 4-5%.
Двойственная природа винограда (светолюбивость и одновременно теневыносливость), относительно невысокое световое насыщение фотосинтеза определяют то обстоятельство, что при высокой интенсивности оптического излучения коэффициенты поглощения его несколько ниже, чем при средних и низких показателях. Фотосинтез у виноградного растения при наличии всех Других необходимых условий начинается при освещенности около 2 тыс. лк. Световое насыщение в зависимости от сортовых особенностей и факторов среды в большинстве случаев наступает при освещенности 30-40 тыс. лк. Нижний предел освещенности,, при котором наблюдается отток ассимилятов, находится на уровне 1-2 тыс. лк, верхний 60 тыс. лк. В целом для виноградного растения характерна высокая пластичность к различной освещенности при проявлении значительных видовых и сортовых различий.
С увеличением общего прихода солнечной радиации улучшаются условия для закладки и формирования эмбриональных соцветий в зимующих глазках. И если плодоносность почек зависит от общего количества часов с Достаточно высокой облученностью,, то накопление сухого вещества определяется в первую очередь напряженностью лучистой энергии и в меньшей степени продолжительностью ее воздействия.
Специфично влияние освещенности и на развитие ягод. При очень слабой и избыточной освещенности развитие их задерживается. Наилучшее развитие ягод достигается при некотором их. затенении, причем и здесь в значительной степени проявляются сортовые различия. Оптимизация фактора освещенности приводит прежде всего к увеличению завязываемости ягод, что, в свою очередь, положительно сказывается на повышении урожайности.
Освещенность определенным образом влияет и на химический состав сока ягод винограда. Снижение ее значительно увеличивает содержание яблочной и уменьшает количество винной кислоты в соке ягод. Различная интенсивность оптического излучения не оказывает существенного влияния на содержание глюкозы и фруктозы в ягоде. Увеличение доли ультрафиолетовых лучей в спектре повышает интенсивность окраски ягод.
На нормальное прохождение ростовых процессов и плодоношение виноградного растения влияет не только интенсивность освещения. Важная роль принадлежит продолжительности светового и теневого периода суток. Виноград относится к растениям длинного дня, однако различные виды и сорта его по-разному реагируют на долготу дня. Сорта, относящиеся к виду Витис винифера,-слабее реагируют на сокращение светового периода, чем сорта. американских видов. При коротком дне у виноградного растения быстрее заканчивается рост побегов, раньше начинается и быстрее проходит фаза вызревания побегов, более энергично протекают процессы образования феллогена, отложения феллодермы, синтеза крахмала, повышается морозостойкость растений. Короткий день не оказывает заметного влияния на начало созревания ягод, интенсивность прохождения этой фазы, сахаристость и кислотность ягод.
На световой режим виноградных насаждений как агробиоценоза и отдельное растение (куст) сильно влияют экологические и антропогенные факторы: экспозиция склона и его крутизна, направление рядов, система ведения, форма, нагрузка кустов глазками и побегами и др. Так, на склонах 18-20° южной экспозиции продолжительность светового периода в летние дни достигает 12-13 ч, юго-западной и юго-восточной — соответственно 11-12 и 10,5-11 ч, восточной — 9-10, западной — 9-10,5, северной экспозиции- 8-9 ч. При ориентации рядов виноградных растений с севера на юг за световой день с восточной и западной сторон они получают примерно одинаковое количество солнечной радиации. При размещении же рядов с запада на восток освещенность южной стороны в течение всего дня значительно выше, чем в северной.
По максимальным значениям интенсивности поступающей радиации стороны кроны куста на вертикальной шпалере в порядке убывания располагаются следующим образом: верхняя, восточная, западная, южная, северная. В зависимости от системы ведения и архитектоники кустов, которая определяется их формой, площадь освещенных и затененных листьев значительно различается. Так, доля затененных листьев может составлять 30-50% всей площади куста. И если освещенность листьев внешней части куста равна 32 тыс. лк, то в зоне второго яруса 12-15, а внутри кроны — только 2-4 тыс. лк.
Освещенность листьев внутри кроны значительно изменяется также в зависимости от нагрузки кустов глазками. По данным В. Ф. Рыбина и Н. Г. Цурканенко (1970), эти изменения могут варьировать от 27,8 до 6,4 тыс. лк.
Таким образом, фактор освещенности виноградных кустов в значительной степени поддается изменению с помощью выбора экспозиции склона, направления рядов, создания рациональной структуры насаждений и архитектоники куста.
Источник