< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Вплив АПК на довкілля

Вплив рослинництва на довкілля

Хімізацію землеробства важко переоцінити. Нині загально визнано, що завдяки використанню добрив забезпечується близько половини приросту врожаю, активний баланс поживних речовин у землеробстві, поліпшується кругообіг біогенних елементів. Однак очевидно й те, що зростаючі обсяги застосування мінеральних добрив можуть порушувати природні цикли кругообігу речовин, що призводить до евтрофікації водойм. Несприятливий вплив застосування добрив на навколишнє середовище може бути різним, але в основному внаслідок таких причин:

  • • надходження поживних елементів, добрив з ґрунту у підґрунтові води і з поверхневим стоком може призвести до посиленого розвитку водоростей та утворення планктону, тобто до евтрофікації природних вод;
  • • зменшення надходження азоту в атмосферу негативно впливає на озоновий екран стратосфери внаслідок проникнення в нього оксидів азоту, що утворюються в результаті денітрифікації азотних сполук ґрунту та добрив;
  • • неправильне використання мінеральних добрив може погіршити кругообіг та баланс поживних речовин, агрохімічні властивості та родючість ґрунту;
  • • порушення оптимізації живлення рослин макро- та мікроелементами призводить до різних захворювань рослин, а часто сприяє розвитку фітопатогенних грибних хвороб, погіршує санітарний стан посівів;
  • • порушення технології застосування добрив, недосконалість якості та властивостей мінеральних добрив можуть зменшувати продуктивність сільськогосподарських культур та якість продукції та призводити до нагромадження в ній нітратів.

В середньому для усіх сільськогосподарських культур коефіцієнт використання добрив становить: азотних – 50 – 60%, фосфорних 75 -

90%, калійних – 60 – -80%. Найбільш небезпечними, з погляду екології, є азотні добрива. Азот з добрив залучається до ґрунтового кругообігу (рис.9.3).

Невикористані рослинами внесені азотні добрива розподіляються таким чином:

  • – 50% імобілізуються в ґрунтовій органічній субстанції;
  • – 50% втрати у вигляді проміжних сполук процесів денітрифікації та амоніфікації.

У результаті здійснення процесів денітрифікації та амоніфікації утворюються газоподібні форми азоту у виді сполук NH3 і NOx, які дифундують до атмосфери, а також у виді іону NO3-, який вимивається в глибини ґрунтового профілю. Як бачимо із приведеної схеми (рис. 9.4), частина вимитого азоту в результаті процесів денітрифікації також потрапляє в атмосферу у вигляді оксидів.

Кругообіг азоту в агроекосистемах

Рис. 9.4. Кругообіг азоту в агроекосистемах.

Оксиди азоту належать до газів, які спричиняють парниковий ефект. Враховуючи масштаби застосування азотних мінеральних добрив, вклад останніх в потепління клімату на планеті є суттєвим (кількість промислово зв'язаного азоту сягає 92×106 т/р, що складає 60% біологічно зв'язаного азоту).

Існуючі в Україні технології внесення мінеральних добрив не забезпечують повного їх засвоюваннями рослинами (рис.9.4) за рядом причин:

  • • неможливості забезпечення абсолютно рівномірного розподілу добрив в границях площі їх внесення;
  • • неможливості доступу кореневої системи рослин до всіх внесених добрив;
  • • неминучості вимивання певної частини добрив у поверхневі води;
  • • атмосферної деструкції певної частини добрив, які локалізовані у поверхневих шарах ґрунту.

Розрахунки втрат мінеральних добрив в навколишнє середовище в 2011 році наведено на рис. 9.5 (для розрахунку прийняті втрати азотних добрив – 50%, фосфорних – 10%, калійних – 15%).

Прогнозована річна кількість засвоєних сільськогосподарськими культурами та втрачених в довкіллі мінеральних добрив на Україні

Рис. 9.5. Прогнозована річна кількість засвоєних сільськогосподарськими культурами та втрачених в довкіллі мінеральних добрив на Україні.

За останні 20 – 40 років значно зросло надходження у водойми стоків, що містять сполуки азоту та фосфору. Це пов'язано із змивом з Полів добрив і залишків пестицидів. Внаслідок цього відбувається евтрофікація водойм, підвищується їх некорисна продуктивність, відбувається посилений розвиток фітопланктону, водоростей, цвітіння води, тощо. У глибинній зоні посилюється анаеробний обмін, нагромаджується сірководень, аміак, тощо. Порушуються окиснювально-відновлювальні процеси і виникає дефіцит кисню. Це викликає загибель цінних видів риб і рослин, вода стає непридатною не лише для пиття, але й для купання. Така евтрофікована водойма втрачає господарське та біогеоценотичне значення. На 1 кг фосфору, що потрапив у водойму, утворюється 100 кг фітопланктону. Оптимальний ріст водяних організмів спостерігається за концентрації фосфору 0,09-1,8 мг/л і нітратного азоту 0,9 – 3,5 мг/л. Більш низький вміст цих елементів обмежує ріст водоростей.

В останні роки визначилася чітка тенденція до збільшення виробництва рослинницької продукції (особливо овочевої) з вмістом нітратів, що перевищує можливо допустиму норму. В цілому в Україні понад 30% сільськогосподарської продукції мають вміст нітратів, що перевищує допустимий рівень. Складність проблеми нітратів у тому, що вони, з одного боку є основним джерелом азотного живлення, а з другого боку їх надлишок призводить до важких екологічних наслідків, що негативно впливають на стан здоров'я людини та тварин. Основна небезпека надходження нітратів в організм людини пов'язується з виникненням метагемоглобінемії, канцерогенних новоутворень, імунодепресивної дії, а також зниженням резистенції організму до впливу канцерогенних та мутагенних агентів. Суть метагемоглобінемії полягає в тому, що нітрати та нітрити перетворюють гемоглобін на метагемоглобін, який не здатний переносити кисень, порушує клітинні мембрани і навіть генетичний апарат, а інактивуються вони лише аскорбіновою кислотою. Сьогодні для багатьох сільськогосподарських культур встановлена межа гранично допустимої концентрації (ГДК), за умови дотримання якої не спостерігається несприятливого впливу на

здоров'я, самопочуття, працездатність та гігієнічні умови життя населення тощо. До рослинних продуктів встановлюють максимально допустимі рівні (МДР) залишкових кількостей нітратів і нітритів (табл. 9.6).

Таблиця 9.6

МДР та ГДК нітратів та нітритів у продуктах та кормах (сирий продукт)

Овочево-баштанні культури

МДР, мг/кг по нітрат-іону

Корми

ГДК, мг/кг

Нітрати

Нітрити

Картопля

80

Комбікорм для великої рогатої худоби

500

10

Капуста

300

Комбікорм для свиней і

200

5

Морква

300

Сіно, солома

500

10

Помідори

60

Зелений корм

200

10

Огірки

150

Картопля

300

10

Столові

1400

Кормові буряки

800

10

Цибуля

60

Силос

200

10

Цибуля на вигонку

400

Зерно

300

10

Дині

45

Трав'яне борошно, жом

800

10

Кавуни

45

Макуха

200

10

Інтенсифікація рослинництва не тільки сприяє підвищенню продуктивності полів, а у свою чергу створює сприятливі умови для розвитку та поширення ряду шкідників та хвороб сільськогосподарських культур. На сьогодні, за даними ФАО, людство недобирає в середньому 34% потенційно можливого врожаю сільськогосподарських культур.

Однак захищаючи врожай слід думати і про наслідки. Дуже часто під захистом рослин розуміють лише використання хімічних препаратів. Особливо пестицидне навантаження проявляється у випадку впровадження інтенсивних технологій, коли часто не враховують екологічні пороги шкодочинності збудників хвороб та бур'янів, а також інші важливі вимоги до застосування хімічних засобів захисту рослин. Так, в процесі вирощування озимої пшениці пестицидне навантаження іноді досягає 6-10 кг/га, кукурудзи і буряків 12-16, овочевих культур 45-50, плодових - 165.

Використання пестицидів у таких масштабах призводить до забруднення навколишнього середовища та продукції токсичними речовинами. І хоча у числі забруднювачів природи на пестициди припадає лише 20%, масштабне та некваліфіковане їх використання може призвести до непередбачених наслідків.

В процесі обробки сільськогосподарських угідь пестицидами частина їх втрачається внаслідок розсіювання в атмосфері з потоками повітря. Залежно від технології застосування та фізичних властивостей препаративної форми на рослини у ґрунті осідає 40 – 70% норми витрат, утворюючи початкове накопичення токсичної речовини. Крім того, пестициди можуть поширюватися за межі оброблюваних ділянок і більш чи менш тривалий час мігрують у біосфері. В атмосферу вони надходять безпосередньо в процесі їх застосування, а також внаслідок випаровування з поверхні ґрунту, рослин, води. Потім у результаті конденсації парів і утворення краплинно-рідинних або твердих часток пестициди з атмосфери потрапляють у ґрунт, на поверхню рослин і у водойми, поширюючись на великих територіях. У водойми вони надходять з поверхневими та підґрунтовими стоками із сільськогосподарських угідь.

Підраховано, що прибуток від застосування пестицидів у три рази перевищує витрати на їх виробництво. Але будучи мргутнім засобом проти шкідників, хвороб і бур'янів, пестициди в той же час – один із найнебезпечніших факторів забруднення навколишнього середовища. Вони шкідливі для всіх живих організмів, включаючи корисних комах, тварин та людей. За даними ЮНЕСКО, пестициди в загальному обсязі забруднення біосфери землі займають 8 – 9-те місце після таких речовин, ж нафтопродукти, поверхнево-активні речовини, фосфати, мінеральні добрива, важкі метали, окиси азоту, сірки, вуглецю та інші сполуки.

Хімічні препарати, у зв'язку з токсичністю шкідливі для людини та навколишнього середовища. Потенційна загроза від їх використання полягає як у гострій токсичності у випадку потрапляння в організм людини або тварин, так і в хронічній дії, в акумулятивному ефекті, в міграції залишків пестицидів водними та повітряними шляхами на значні відстані.

Хрестоматійним прикладом глобальної міграції хлорорганічних пестицидів, зокрема ДЦТ, є акумуляція їх у жирові пінгвінів, які живуть в Антарктиді. Так, за даними, німецьких вчених, з атмосфери на територію Північного моря щорічно випадає до 300 тонн ДЦТ. Нагромадження пестицидів в окремих тканинах відбувається непомітно. Але коли кількість їх досягає певного рівня, вони призводять до порушення функцій найважливіших органів, захворювання і зниження стійкості організму. Серед хвороб, які можуть з'явитися внаслідок токсикації організму, відмічають злоякісні пухлини (головним чином пухлини печінки), хромосомні порушення, підвищення інтенсивності мутаційного процесу, що пов'язано з підвищенням частоти прояву спадкових хвороб обміну, аномалій розвитку, тощо.

Один із яскравих доказів шкідливого впливу пестицидів на фауну є різке зменшення чисельності хижих птахів – однієї з кінцевих ланок у ланцюгах живлення. Орли, соколи, шуляки разом з тілами своїх жертв споживають максимальну кількість штучних речовин, яких раніше не було на планеті. Таким чином, пестициди є одним з вагомих факторів забруднення навколишнього середовища, їх застосування є вимушеним заходом на дію шкідливих природних організмів, які конкурують з людиною за умови виживання.

Потенційна загроза пестицидів, їх нагромадження в навколишньому середовищі потребують наукового пошуку та розробки підходів до організації захисних заходів. Такими є інтегровані системи захисту рослин, які мають природоохоронний напрямок. Їх проводять та планують з урахуванням особливостей розвитку шкідливих організмів і рослин, що ними пошкоджуються, а також зональних особливостей застосування. Спроби зменшити кількість хімічних препаратів для захисту врожаїв та збільшення врожайності сільськогосподарських культур призвели до появи та широкого поширення генетично-модифікованих (трансгенних) рослин. Безпечність використання таких рослин викликає значну засторогу, а можливі небезпеки для довкілля та здоров'я людини повністю не встановлені.

Гонитва за максимальними врожаями, порушення правил агротехніки, застосування важких сільськогосподарських машин, непродумана меліорація, перевипас худоби призводять до втрати основного багатства людства – родючих ґрунтів. Відомо, що для утворення ґрунтового шару завтовшки 1,0 см природі потрібно в середньому від 100 до 400 років залежно від природно-кліматичних умов. Людина ж здатна виснажити, знищити шар ґрунту такої товщини за один-два сезони. Підраховано, що порівняно з тими 1,5 млрд. га земель, які використовуються тепер для вирощування сільськогосподарських культур, майже 2 млрд. га за історичний період було втрачено, виведено із сівозмін, перетворено на пустелі. У наш час через вітрову та водну ерозії, будівництво міст, доріг, аеродромів, кар'єрів, промислових об'єктів в світі щомісяця втрачається від 5 до 7 млн. га родючих земель.

За останні 25 років землям України завдано величезної шкоди:

  • • загублено майже 500 тис. га сільськогосподарських угідь;
  • • на 0,9% знизився вміст гумусу в ґрунті;
  • • від водної ерозії потерпає 29% орних земель;
  • • 10 млн. га земель на півдні країни періодично уражаються пиловими бурями.

Спеціалісти ООН виокремили головні небезпеки, що нависли над сільським господарством основних регіонів Землі:

  • • Європа – промислове забруднення земель, знищення лісів;
  • • Північна Америка – поширення монокультур;
  • • Південно-Західна Азія – перенаселення, перевипас худоби, загроза генофондові;
  • • Південно-Східна Азія – загибель тропічних лісів, “генетична ерозія”;
  • • Південна Америка – знищення тропічних лісів, а як наслідок зникнення традиційних сортів культурних рослин;
  • • Африка – перенаселення, знищення тропічних лісів, перевипас худоби, спустелювання.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >