Проблемы орошаемого земледелия, истощения и отчуждения земель

Орошаемое земледелие. Площадь орошаемых земель в мире в настоящее время составляет около 250 млн. га. Кроме ирригационной эрозии, поливные почвы подвергаются так называемому вторичному за­солению. Сущность его заключается в том, что на поля часто по­дается больше воды, чем ее может удержать почва в корнеобитаемом слое и в последующем расходовать на испарение и транспирацию растений. Эта влага постепенно проникает до грунтовых вод и обусловливает повышение их уровня. При ненормированных поли­вах за короткое время (несколько лет) грунтовые воды с глубины 20-30 м могут подниматься так близко к поверхности почвы, что начинают интенсивно испаряться. Растворенные в воде соли при этом накапливаются на поверхности почв. Такое засоление называют вто­ричным, понимая под первичным естественное (солончаки), которое осуществляется без участия человека. Такое возможно в местах с высокостоящими грунтовыми водами, например, в понижениях ре­льефа или при высыхании водоемов. Эти почвы, как и вторично за­соленные, практически непригодны для земледелия. Вторичное за­соление присуще только засушливым районам. На севере излишний полив имеет следствием заболачивание почв. Основная мера предотвращения вторичного засоления - умерен­ные поливы, исключающие просачивание влаги в глубинные гори­зонты и подъем уровней грунтовых вод.

Истощение земель. Это третий масштабный фактор (после эро­зии и орошения), приносящий большой вред земельным ресурсам. Причины истощения земель различны. Это и отчуждение пита­тельных веществ с урожаем при последующем их неполном возвра­те, и потери гумуса, и ухудшение водного режима и других (физико-химических) свойств почв. В конечном счете, результатом истоще­ния почв является потеря ими плодородия и опустынивание. Наиболее экологичным методом возврата питательных веществ в почву, изымаемых с урожаем, является внесение органических удобрений (навоза, компостов и т. п.), травосеяние, особенно с пос­ледующей запашкой трав, предоставление отдыха почвам через парование и другие методы.

Истощение почв связано, прежде всего, с потерями органического вещества (гумуса). Это одна из острейших проблем современности.  Уже более 100 лет в Париже в Международной палате мер хра­нится один кубический метр чернозема из Воронежской губернии. Черноземы, оставленные нам природой, содержали до 12-15% гу­муса, а запасы энергии в них превышали в 20 раз и более ее запасы, имеющиеся в произрастающих на черноземах растениях. К насто­ящему времени многие черноземы потеряли до 30-60% гумуса. Разрушение почв и утрата ими гумуса продолжается. Потеря почвами плодородия связана также с их интенсивной об­работкой, уплотнением тяжелыми сельскохозяйственными орудия­ми, загрязнением и особенно подкислением в результате выпадения кислотных дождей и внесения подкисленных форм удобрений.

Отчуждение земель. Под отчуждением земель понимают изъятие и использование их для различных целей, не связанных с получением растительной продукции. Наиболее значимое отчуж­дение связано с использованием земель под различного вида стро­ения и сооружения (городские территории, дороги, аэродромы, скла­дирование отходов, разработки полезных ископаемых, затопление в процессе строительства водохранилищ и т. п.). Эти земли в боль­шинстве своем не могут быть в дальнейшем использованы по пря­мому назначению - для получения растительной продукции. В целом отчуждение земель - неизбежное явление. Но оно не дол­жно быть расточительным. Например, при различного вида горных разработках целесообразно снимать и складировать верхний плодо­родный слой почвы, с тем, чтобы после окончания работ его можно было бы вернуть на свое место в процессе восстановления земель (их рекультивации). Сказанное относится и к другим видам отчуждения. Издержки отчуждения часто связаны с тем, что изымаются плодо­родные земли там, где можно обойтись низкопродуктивными.

Экологические следствия использования минеральных удобрений

Экологические последствия применения минеральных удобрений целесообразно рассматривать, по крайней мере, с трех точек зрения:

1) местное влияние удобрений на экосистемы и почвы, в которые они вносятся;

2) запредельное влияние на другие экосистемы и их звенья, преж­де всего на водную среду и атмосферу;

3) влияние на качество продукции, получаемой с удобренных почв, и здоровье людей.

Влияние минеральных удобрений на качество продукции и здоровье людей. Минудобрения способны оказывать отрица­тельное воздействие, как на растения, так и на качество раститель­ной продукции, а также на организмы, ее потребляющие. Многие удобрения, особенно хлорсодержащие (хлористый калий), отрицательно действуют на животных и человека основном через воду, куда поступает высвобождающийся хлор. Отрицательное действие фосфорных удобрений связано с содержащимися в них фтором, тяжелыми металлами и, радиоактивными элементами. Фтор при его концентрации в воде может способствовать разрушению эмали зубов. Более высокие его концентрации (свыше 8 мг/л) способны снижать эластичность кровеносных сосудов, увеличивать вероятность  остеохондрозных явлений.

Проблемы пестицидов

Виды пестицидов. Понятие пестициды (лат. пестис- зараза, цедере - убивать) объединяет группу веществ, которые используются для уничтожения или снижения численности нежелательных для че­ловека организмов. Практически все эти вещества относятся к ксенобиотикам, т. е. чуждым для живых организмов и биосферы в целом.

Обычно с понятием пестициды связывают вещества, использу­емые для уничтожения растений - гербициды (лат. херба - трава). насекомых - инсектициды (лат. инсекта - насекомое); грибов -фунгициды (лат. фунгус - гриб); клещей - акарициды (лат. акарос клещ); водорослей - альгициды (лат. альга - водоросль) к пестицидам относят также вещества, используемые не только для уничтожения, но и отпугивания организмов, приносящих вред человеку или его изделиям (постройкам, одежде и т. п.).

В группу пестицидов входят, кроме этого, вещества, изменяющие физиологические функции организмов или воздействующие на  отдельные их органы (бесплодие, болезни, поведение и т. п.). Дефолианты (лат. де отделение, фолиум -лист) -для удаления листвы с растений; дефлоранты (флора - богиня цветов) - для уничтожения цветков растений; репелленты (лат. репелленс - отталкивающий, отгоняющий-для отпугивания животных; аттрактанты (лат. аттрахере -привлекать) -для привлечения животных; фумиганты (лат. фуми -отпугивать, дымить) - для окуривания сельскохозяйственных угодий или различного вида помещений с целью дезинфекции и т. п.

Группы (поколения) пестицидов. В последнее время предпочтение отдается пестицидам высокой степени ядовитости, но с коротким периодом жизни. К ним, в частности, относятся фосфорорганические соединения (дихлофос, карбофос, хлорофос и др.). Период их жиз­ни обычно колеблется от нескольких дней до недель. Имеются сведения, что благодаря пестицидам удалось предуп­редить или резко ослабить примерно 30 болезней человека и до­машних животных, спасти не меньше 25 млн. человек и предупре­дить около 1 млрд. заболеваний. Именно пестициды позволили почти полностью ликвидировать или свести на нет такие болезни, как малярию, клещевой энцефа­лит, туляремию и другие. По данным ФАО, в мире от болезней растений, сорняков и вре­дителей ежегодно теряется около 35% урожая, что в выражении составляет около 75 миллиардов долларов США. При этом в раз­вивающихся странах от сорняков и вредителей погибает до 50% урожая, а в развитых - около 15%.В США затраты на производство пестицидов ежегодно составля­ют около 4 млрд. долларов, а эффект от их применения равен 15-18 млрд. долларов.

Экологические последствия применения пестицидов. Д статочно отметить, что только около 1% вносимых в среду ядов имеет непосредственный контакт с теми видами организмов, против которых они применяются. Остальная их масса попадает в различные звенья среды и не безразлична для их обитателей.

Экологическая вредность пестицидов зависит в основном от их ядовитости, продолжительности жизни, способности избирательно действовать на отдельные организмы и трансформаций в среде. Имеются данные, что печально известный ДДТ под действием ультрафиолетового излучения превращается в другой стойкий и ядовитый углеводород -полихлорированный бифенил (ПХБ). Последний, и сам ДДТ, имеет значительный срок жизни, накапливается в цепях питания, поражает репродуктивные и другие структуры. Пестициды хотя и обладают избирательным действием на организмы, но эта избирательность относительна. Практически нет пестицидов, которые бы в той или иной мере не поражали другие организмы, особенно близкие в систематическом отно­шении. Тем более что очень часто концентрация пестицидов в цепях питания увеличивается в силу биоаккумулирующего эф­фекта ().

В экологическом отношении особую тревогу вызывает ежегод­ное увеличение объемов применения пестицидов. Это связано не только с расширением обрабатываемых площадей, но и с привыка­нием к пестицидам организмов. С течением времени для получе­ния одного и того же эффекта приходится применять все больше и больше пестицидов. Например, устойчивость колорадского жука к пестицидам в ряде районов США возросла в 20 раз. Степень при­выкания организмов к пестицидам и другим ядам обычно тем зна­чительнее, чем более короткий цикл воспроизводства (от яйца до яйца) характерен для них. Насекомые и сорняки, как правило, ха­рактеризуются короткими циклами и поэтому привыкают к опре­деленным дозам пестицидов быстрее, чем другие организмы.

Человек потребляет значительное количество пиши с верхних Уровней цепей питания, поэтому пестициды или их производные ончасто получает в наиболее концентрированном виде. Срабатывает так называемый «экологический бумеранг» - плата за антиэкологические действия. Следствием применения пестицидов может быть увеличение численности и тех организмов, которые раньше не вызывали бес­покойства (в основном в результате уничтожения их врагов).

Для организмов, находящихся на высоких уровнях цепей пита­ния, вред пестицидов нередко связан не столько с действием на сами организмы, сколько на их потомство. Так, белоголовый орлан и скопа (рыбоядные виды) вымирали в США потому, что родители не могли высиживать птенцов из-за того, что яйца разбивались в гнезде вследствие слабой скорлупы, обуслов­ливаемой нарушением кальциевого обмена под воздействием ДДТ. Парадоксальный результат использования пестицидов проявля­ется и в том, что увеличение объемов их применения не избавляет от потерь продукции. Сохраняет свой смысл выражение «человек получает от сельского хозяйства лишь то, что ему соизволили ос­тавить вредители».