Экологические основы сохранения и воспроизводства почв

Органическая часть почвы включает все органические вещества, присутствующие в почвенном профиле, за исключением тех, которые входят в состав живых организмов. Сюда относятся отмершие части живых организмов, еще не утратившие своего анатомического строения (корни и стебли растений, остатки микроорганизмов и животных). Совокупность всех органических соединений, утративших свое анатомическое строение в результате гумификации под воздействием почвенных микроорганизмов, составляет гумус.

Оптимальное содержание гумуса в почве обеспечивает благоприятный для растений водно-воздушный режим, хорошую прогреваемость почвы, высокую емкость катионного обмена, устойчивый пищевой режим. Почвы с оптимальным уровнем и составом гумуса устойчивы к водной и ветровой эрозии, обладают высокой буферной емкостью по отношению к внешним факторам, т.е. способны снижать отрицательное действие высоких доз удобрений, «связывать» тяжелые металлы и пестициды. Оптимальным принято считать такое гумусное состояние почв, которое способно обеспечить планируемый урожай при условии максимальной эффективности использования вносимых удобрений и применяемых агротехнических мероприятий. В процессе целинного почвообразования происходит постепенное накопление гумуса в почве и возрастание ее естественного плодородия. С началом земледелия течение этого процесса нарушается и гумусное состояние почв существенно изменяется. Процесс потери почвами гумуса носит название дегумификации.

В числе основных причин, вызывающих дегумификацию сельскохозяйственных угодий, обычно называют следующие:

1. Недостаточное поступление в обрабатываемые почвы биомассы — «сырья» для процессов гумификации;
2. Ускорение минерализации органического вещества вследствие интенсивной обработки и применения удобрений;
3. Ускорение минерализации органического вещества при некоторых приемах гидротехнических и химических мелиораций;
4. Потери гумуса за счет эрозии и дефляции;
5. Отчуждение обогащенного гумусом пахотного слоя при проведении ряда сельскохозяйственных мероприятий. [5]

Одним из основных видов сельскохозяйственных мелиораций является орошение сельскохозяйственных угодий в зонах с засушливым климатом. Однако при неправильном орошении происходит засоление сельскохозяйственных земель, называемое вторичным засолением. Основная причина этого явления — использование для орошения малопригодной воды.

Внесение в почвенный покров новых, нехарактерных для него веществ или существенное превышение концентраций веществ, встречающихся в почве, называется загрязнением почв. При сельскохозяйственном использовании происходит загрязнение почв минеральными и органическими удобрениями, пестицидами, патогенными микроорганизмами и т.п.

Внесение в почву минеральных удобрений является важным средством управления почвенным плодородием и увеличения продуктивности земледелия. Однако их длительное применение высокими дозами оказывает негативное воздействие на почву. Применение высоких доз азотных удобрений вызывает быструю минерализацию гумуса, азотсодержащих соединений почвы, способствует росту газообразных потерь азота. Выделяющийся в атмосферу диоксид азота, по мнению многих ученых, способствует разрушению озонового слоя, защищающего живые организмы от жесткого ультрафиолетового облучения. Длительное применение высоких доз азотных и калийных удобрений активизирует токсинообразующие микроорганизмы, что приводит к микробному токсикозу почв. Избыток нитритов и нитратов ухудшает качество сельскохозяйственной продукции, вызывая у человека и животных острые расстройства пищеварения и накопление в организме канцерогенных соединений. Применение в сельском хозяйстве калийных удобрений, особенно хлорида калия, приводит к накоплению в почве хлорид-ионов, токсичных для большинства растений. Избыточно вносимые минеральные удобрения с поверхностным и подземным стоком поступают в реки и озера и вызывают их эвтрофикацию («цветение»), резко ухудшая свойства воды. [6]

Одним из наиболее опасных загрязнителей биосферы являются пестициды — химические средства защиты растений и животных от различных вредителей и болезней. Пестициды используют в виде суспензий, эмульсий, порошков и гранул, концентрированных и коллоидных растворов и распыляют с помощью распылителей разного объема и мощности, вплоть до распыления при помощи сельскохозяйственной авиации. Естественно, что с воздушными массами они могут переноситься на большие расстояния и вызывать загрязнение окружающей среды там, где пестициды вообще не применялись или использовались в неизмеримо меньших количествах.

Все пестициды являются ядовитыми веществами не только для определенной — вредной для человека — формы жизни, но и для полезных микроорганизмов, животных, птиц и человека. В идеальном случае пестицид, оказав требуемое воздействие на вредителя, должен был бы разрушиться, образовав безвредные продукты разложения. Однако большинство пестицидов представляют собой устойчивые трудноразлагаюшиеся соединения, из которых используется по назначению приблизительно 4—5% внесенного количества. Остальная масса рассеивается в агроэкосистеме, попадая в почвы, растения и другие компоненты окружающей среды, что создает сложные экологические проблемы, особенно при систематической обработке больших площадей.

Вредное действие пестицидов приводит к уничтожению хозяйственно-нейтральных и даже полезных видов растений и насекомых. Иногда они являются причиной появления устойчивых популяций вредителей, от которых трудно избавиться. Так, на смену одним видам вредных организмов приходят другие, которые вырабатывают иммунитет и способны выживать даже после самых эффективных обработок. Для преодоления иммунитета устойчивых особей вредителей к пестицидам приходится увеличивать дозы препаратов, а это усиливает опасность загрязнения окружающей среды.

В настоящее время в результате интоксикации хлорорганическими препаратами сильно сократилась численность птиц, особенно хищных. Инсектициды весьма опасны для плотоядных животных, так как они постепенно концентрируются в живых организмах по мере продвижения к конечным звеньям пищевых цепей. Здесь инсектициды действуют как кумулятивные яды. Основным приемником и аккумулятором пестицидов является почва. Чем выше доза внесения и устойчивей ядохимикат, тем дольше он сохраняется и тем опаснее его последействие. [7]

За вторую половину XX века земная поверхность претерпела большие изменения, чем за всю предыдущую историю человечества. Развитие городского и промышленного строительства, прокладка инженерных и транспортных коммуникаций и особенно расширение добычи полезных ископаемых привели к резкому возрастанию территорий с нарушенными почвами и рельефом. Нарушенные земли — это земли, утратившие свою экономическую и агропромышленную ценность, или являющие источником негативного воздействия на окружающую среду в связи с изменением рельефа, почвенного покрова, гидрологического режима, растительности. [8]

Процессы повреждения агроэкосистем продолжаются. Возникают разного рода технологические аварии, человек активно осваивает новые территории. В связи со всеми имеющимися проблемами необходимо искать пути сохранения экосистем. Именно этому посвящен следующий раздел работы.

2.2. Основные направления  природоохранной деятельности

Сельскохозяйственные угодья являются важнейшим природным ресурсом, обеспечивающим существование человечества. Поэтому огромное значение имеет сохранение целостности почвенного покрова, поддержание плодородия почв для обеспечения постоянно растущего населения продуктами питания. Вопросами стабилизации и улучшения состояния сельскохозяйственных угодий занимается мелиорация. [6]

Под мелиорацией понимается система организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на улучшение земель в целях создания наиболее благоприятных условий для развития сельского хозяйства или общего оздоровления природной среды. [3]

Мелиорация не только повышает продуктивность сельского хозяйства, но и создает базу для его устойчивого развития в различные по погодным условиям годы во всех природных зонах, обеспечивает гарантированные высокие урожаи сельскохозяйственных культур, вносит коренные изменения в условия сельскохозяйственного производства, сохраняет и улучшает состояние окружающей среды.

Наиболее существенное влияние на улучшение природных условийоказывает гидротехническая мелиорация (орошение, обводнение и осушение), изменяющая водно-воздушный режим почвы. Для этого строятся оросительные и осушительные каналы, трубопроводы, создаются водохранилища и плотины.

 Для улучшения механического  состава и структуры почв используют  разновидности земельных мелиораций  — пескование и глинование.

Дефицит гумуса, обусловленный ежегодной минерализацией вещества, потерей гумуса с поверхностным стоком и его вымыванием из пахотного слоя, в настоящее время может быть компенсирован путем внесения значительных количеств различных видов органических удобрений. Повышению плодородия почв также способствует посев растений, зеленая масса которых не скашивается, а запахивается в почву, обогащая ее органическим веществом.

Важным резервом восстановления плодородия эродированных почв является нанесение на них слоя почвы с большим содержанием гумуса. Этот прием называется землеванием, или реплантацией. [8]

В целях исключения отрицательного воздействия орошения на окружающую среду необходимо осуществлять комплекс мероприятий. Главным условием при этом является высокое качество проектных и строительных работ, а также высокий уровень земледелия и эксплуатации оросительных систем. Необходимо строго придерживаться планового водопользования, оперативно корректировать режим орошения сельскохозяйственных культур.

Быстрый рост и расширение масштабов горных разработок и других видов хозяйственной деятельности, сопровождающихся отчуждением земельных угодий, разрушением естественных ландшафтов и загрязнением окружающей среды, остро ставят вопрос о необходимости рекультивации — восстановления благоприятных природных свойств территории, где завершены горные работы.

Рекультивация ландшафта включает комплекс горно-технических, мелиоративных сельскохозяйственных или лесохозяйственных и инженерно-строительных работ. На первом — горно-техническом — этапе осуществляется восстановление первоначального рельефа и подготовка к последующей биологической рекультивации, предусматривающей работы по восстановлению почвенного покрова и растительности.

Защита окружающей среды при химизации сельского хозяйства. Основным требованием, предъявляемым к химическим препаратам, является их малая токсичность для теплокровных животных и человека. Каждый новый препарат, предлагаемый для борьбы с вредителями и болезнями растений, предварительно всесторонне изучается в опытах на лабораторных животных, и на основании полученных результатов органы здравоохранения принимают решение о возможности применения данного ядохимиката. Специально уполномоченные государственные органы регулируют использование химических веществ в сельском хозяйстве, ведут учет и регистрацию химических препаратов, выдают разрешения на их применение, которое в обязательном порядке нормируется. Список химических препаратов, разрешенных для применения в сельском хозяйстве, периодически пересматривается и утверждается. Одновременно даются обязательные рекомендации по применению новых препаратов, устанавливаются нормы расхода препарата, сроки его применения, интервалы между последней обработкой и сбором урожая, содержание препарата в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, остаточные количества химических веществ в продуктах питания растительного и животного происхождения.

Кроме химических средств защиты растений в последнее время во многих развитых странах значительно расширилось применение биологических средств борьбы с вредителями и болезнями растений: биологических, биофизических, генетических и других.

Кроме пестицидов, к агрохимикатам, способным оказывать негативное воздействие на окружающую среду, относятся минеральные удобрения. Однако данное явление наблюдается только при несоблюдении научно обоснованных принципов и приемов работы с удобрениями, то есть при нарушении правил их производства, транспортировки, хранения и применения. В профилактике загрязнения окружающей среды большое значение имеют рациональные технологии применения удобрений — правильный выбор дозы, сроки и способы внесения. [7]

Говоря о мерах природоохранной деятельности, нельзя не упомянуть о том, что в любом государстве существует система законов, норм и правил, в соответствии с которыми и осуществляется политика в области экологии.

В соответствии с Конституцией Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам, которые являются основой устойчивого развития, жизни и деятельности народов, проживающих на территории Российской Федерации. [1]

Экологическое законодательство нашей страны определяет правовые основы государственной политики в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально - экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия и природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.