Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов

Удобрение АМБ - комплексный  препарат так. наз. автохтонной микрофлоры Б, включающей большое количество различных микроорганизмов, которые играют важную роль в корневом питании растений. Его применяют для создания грунта в теплицах и парниках при выращивании овощных культур и рассады. Для получения этого удобрения в кислый торф вносят известковый материал. минер. добавки, содержащие фосфор и калий, и маточную культуру бактерий АМБ (1 - 2 кг/т). В приготовленной массе грунта после тщательного его перемешивания при 18 - 30°С активно происходит микробиологическая минерализация перегноя, в результате чего некоторая часть труднодоступных для растений питательных веществ превращается в легкоусвояемые соединения.

Грунт получают на торфопредприятиях или непосредственно в совхозах и колхозах. Исходную маточную культуру готовят специализированные предприятия. Применение грунта АМБ по сравнению с обычной парниковой землей позволяет получать овощные культуры в более ранние сроки и повышает их урожайность на 101 - 5%; выращенная в этом грунте рассада имеет более мощную корневую систему.

4.4 Экологические аспекты применения удобрений

Отмечая важную роль минеральных  удобрений в повышении урожайности, улучшении качества продукции, нельзя упускать из виду и возможное негативное влияние их на окружающую среду, товарные показатели качества урожая при несоблюдении норм применения, технологии и агротехнических  требований.

Нарушение баланса питательных  веществ в почве ведет не только к уменьшению производства продукции  и ухудшению ее качества, но и  к снижению устойчивости агроландшафтов. Азотное удобрение выступает в значительной мере как разрешающее условие минимизации обработки почвы. Без применения фосфорных удобрений увеличиваются потери минерального азота из почвы вследствие неполного его использования растениями при дефиците фосфора. Стартовое рядковое удобрение ускоряет рост вторичной корневой системы зерновых злаков, что нередко имеет решающее значение в формировании урожая. Применение удобрений позволяет предотвратить или смягчить воздействие различных стрессов, повышая приспособляемость растений к неблагоприятным условиям, их засухоустойчивость, морозоустойчивость и т.д. Удобрения влияют на устойчивость растений к болезням. Голодание растений при недостатке того или иного питательного элемента часто сопровождается развитием болезней.

Часть питательных веществ  удобрений, которая не усвоилась  растениями, закрепляется почвой и  теряется путем поверхностных стоков, инфильтрации, газообразных потерь, загрязняя  водоисточники и сельскохозяйственную продукцию. Дозы удобрений должны удовлетворять потребность растений в питательных веществах на протяжении всего вегетационного периода и в то же время не способствовать потерям или избыточному обогащению ими почвы. Необоснованное уменьшение или увеличение доз вызывает снижение эффективности удобрений, ухудшает качество продукции. Завышение доз может привести к загрязнению окружающей среды. Поэтому важнейший фактор экологически безопасного применения удобрений – научно обоснованное планирование применения удобрений. Центральное место в планировании занимает расчет оптимальных доз внесения с учетом конкретных почвенно-климатических и хозяйственных условий. В то же время наиболее высокая эффективность применения удобрений достигается там, где соблюдаются все необходимые рекомендации, вносятся удобрения в соответствии с биологическими требованиями растений, с учетом обеспеченности почв элементами питания.

В. Г. Минеев (1998), подчеркивая  безальтернативность разумного использования всех видов удобрений и химических мелиорантов, сформулировал следующие функциональные задачи, требующие решения:

• оптимизация питания культурных растений биогенными макро- и микроэлементами с учетом усиления деятельности физиологических барьеров, препятствующих поступлению токсических элементов в растения, особенно в генеративную их часть, составляющую продукцию растениеводства;
• воспроизводство плодородия, улучшение свойств и гумусового состояния почв;
• поддержание активного баланса и малого круговорота биогенных элементов в земледелии с учетом оптимального их соотношения в агроэкосистеме;
• создание оптимальных культурных агрогеохимических ландшафтов для различных природных регионов в соответствии с их специализацией;
• снижение негативных последствий от глобального и локального техногенного загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами и другими токсическими элементами;
• улучшение радиационно-экологической ситуации в агроэкосистеме;
• регулирование биологических показателей агроэкосистемы;
• улучшение химического состава и питательной ценности растениеводческой продукции.

Вполне очевидна как хозяйственном, и в природоохранном отношении химизации земледелия.

Признавая исключительно важную роль агрономической химии в увеличении производства продуктов питания  для человека и кормов для животных, улучшении агрохимическая, так и экологическая заданность приведенных задач, формирующих системный каркас оптимальной и в

качества продукции, а в целом  и в повышении эффективности  сельскохозяйственного производства, нельзя не отметить, что те же самые  химические средства при неправильном их использовании могут оказывать  и оказывают негативное воздействие  на окружающую среду. Именно неграмотное  использование средств химизации, нарушение существующих регламентов  служат источником наблюдающихся отрицательных последствий.

Основными причинами загрязнения  окружающей среды удобрениями считают  несовершенство организационных форм, а также технологий транспортировки, хранения, тукосмешения и применения удобрений, нарушение агрономической технологии их внесения в севообороте и под отдельные культуры (в том числе неумеренное или несбалансированное), несовершенство самих удобрений, их химических, физических и механических свойств.

Неблагоприятное влияние удобрений  на окружающую природную среду, те или  иные компоненты агроценозов может быть самое различное (загрязнение почв, поверхностных и грунтовых вод, усиление эвтрофирования водоемов, уплотнение почв; нарушение круговорота и баланса питательных веществ, ухудшение агрохимических свойств и плодородия почвы; ухудшение фитосанитарного состояния посевов и развитие болезней растений, снижение продуктивности сельскохозяйственных культур и качества получаемой продукции и т. д.).

Большинство минеральных удобрений  характеризуется физиологической  кислотностью, поэтому их применение в избыточных количествах обусловливает  развитие процессов подкисления  почв. Кроме того, это приводит к  снижению суммы поглощенных оснований, усилению минерализационных процессов, нарушению соотношения подвижных форм макро- и микроэлементов в почве и элементного состава растений. Так, внесение высоких доз азотных удобрений под капусту приводит к нарушению обмена и поступления серы в растения, что отрицательно сказывается на качестве урожая. В результате подкисления почвенного раствора фосфаты фиксируются почвой, что ухудшает фосфорное питание растений; кроме того, при этом высвобождаются ионы алюминия, которые токсичны для почвенной биоты и растений.

Избыток минеральных удобрений  вызывает нарушения в биологической  компоненте почвы, вследствие чего нарушаются процессы трансформации органического  вещества. Кроме того, увеличивается  доля микроскопических грибов (среди  которых много патогенов) в структуре микробного ценоза. Это грозит опасностью образования микотоксинов в почве, продуктах питания и т. д.

Избыточное применение азотных  удобрений может приводить к  накоплению нитратов в почве и  сельскохозяйственной продукции. С  фосфорными удобрениями в почву  попадают многочисленные токсичные  элементы, малоподвижные в почвенной  среде (As, Se, Co, Ni, Cu, Pb, W, Cd, Cr, Zn, токсичные соединения фтора). В природных фосфатах имеются в наличии радиоактивные элементы – уран, радий, стронций. Увеличение содержания фосфора в природных водах из-за потерь при транспортировке (34 %), поверхностного стока и вымывания из почв (21 %), «выпадения» фосфора из аграрного круговорота (почти полное отсутствие утилизации органических веществ в коммунальном хозяйстве и снижением до 50 %-го уровня утилизации органических веществ в животноводстве, 45 % всех поступлений) приводит к эвтрофированию водных объектов: цветению воды, ухудшению условий непосредственного водопотребления. 
При переработке на калийные удобрения образуются галитовые отвалы, глинисто-солевые шламы, а также пылегазовые выбросы. Солеотвалы занимают значительные площади и являются источником засоления почв и подземных вод. Захороненные глинисто-солевые шламы вызывают заболачивание и засоление почв. Балластные элементы (Cl, Na) при систематическом применении повышенных доз удобрений накапливаются в почве и снижают ее плодородие, попадают в грунтовые воды, повышая в них концентрацию солей. Немалую опасность могут представлять содержащиеся в калийных удобрениях металлы (Cd, Hg, Pb, Al), которые могут накапливаться в живых организмах, проникать в грунтовые воды и т.д.

Снижения потерь питательных элементов  минеральных удобрений вследствие вымывания можно достичь как  агротехническими, так и химическими  способами. Среди последних представляет интерес применение медленнодействующих  удобрений, питательные элементы которых  усваивались бы растениями постепенно, в течение всего периода вегетации. Этого можно достичь с помощью  капсулирования, покрытия синтетической оболочкой (смолы, парафины, полиэтилен и др.) или элементарной серой. Результаты экспериментов, проведенных в бывшей Чехословакии, показали, что благодаря покрытию удобрений полиэтиленовой оболочкой коэффициент использования калия кукурузой можно увеличить с 30 до 50 %. Результаты проведенных в США опытов по применению капсулированных удобрений показали, что покрытие их винилацетатной оболочкой привело к снижению потерь калия с 86 до 30 %, а покрытие туков парафином – до 5,4 %. Однако данных для однозначных рекомендаций по вопросам использования капсулированных удобрений пока недостаточно.

Следует обратить внимание и на следующие  обстоятельства. В системе удобрений  важное значение имеют органические удобрения. Но создать высокопродуктивные почвы только за счет органических удобрений невозможно. При достаточном количестве органических удобрений в хозяйстве баланс гумуса в почве может быть положительным. Однако обеспечение бездефицитного баланса фосфора и калия без применения минеральных удобрений достаточно проблематично. Кроме того, даже систематическое применение органических удобрений не позволяет добиться оптимального соотношения основных элементов питания в определенные периоды роста и развития, поскольку все культуры на первых фазах развития требуют обязательного наличия фосфора, озимые – весенней подкормки азотными удобрениями, многолетние травы – поукосного удобрения и т. д. Действие органических и минеральных удобрений на растения и почву различно.

 Питательные вещества из  минеральных удобрений (особенно  азотных и частично калийных) максимально используются растениями  почти сразу же после их  внесения, а из органических –  постепенно, по мере минерализации  органического вещества. Поэтому  при необходимости быстрого воздействия  на питание растений следует  вносить минеральные удобрения.  Если последние в основном  улучшают питательный режим почвы,  то органические удобрения наряду  с этим обогащают ее гумусом,  улучшают физико-химические свойства, увеличивают активность почвенной  микрофлоры.

Внесение органических удобрений  в сочетании с минеральными превосходит по своей эффективности воздействие эквивалентного количества питательных веществ применяемых раздельно органических или минеральных удобрений. Только использование органо-минеральной системы удобрений в сочетании с другими агротехническими и биологическими приемами создает надежную основу для повышения плодородия почв, роста урожайности сельскохозяйственных культур, регулирования качества продукции и минимизации отрицательного воздействия на окружающую природную среду.

5 Эколого-гигиеническая оценка сельскохозяйственной продукции, полученной с использованием пестицидов и минеральных удобрений

С точки зрения увеличения объемов использования химических средств защиты растений у нас в стране достигнуты неплохие результаты. В 2008 году впервые за последние 15 лет площадь посевов, обработанная пестицидами, достигла 60 млн. га. Значительно хуже обстоят дела с применением органических и минеральных удобрений. В последние годы на 1 га пашни вносилась лишь 1 тонна органических удобрений, а минеральных удобрений на всю площадь пашни в 2009 году внесли 2,38 млн. тонн, что в переводе на 1 га пашни составляет чуть больше 20 кг, а между тем, по мнению ученых разных стран, удельный вес минеральных удобрений в системе повышения урожаев – от 41 до 70 %.

Вследствие использования  химических средств защиты растений значительно вырастает объем  сохраненного урожая сельскохозяйственных культур.

Вместе с тем химические средства защиты растений и минеральные  удобрения, наряду с повышением урожайности  сельскохозяйственных культур, могут  вызывать загрязнение объектов окружающей среды биогенными элементами и их метаболитами.

Основными причинами загрязнения  объектов окружающей среды пестицидами  и минеральными удобрениями являются: бессистемное использование земли, несоблюдение регламентов и технологий применения пестицидов и минеральных  удобрений, потери, происходящие при  их хранении и транспортировке, непроизводительная и несовершенная техника для  их внесения, неприменение экологически безопасных технологий, а также отсутствие должного контроля за их использованием.

Препараты, запрещенные к  применению, а также с просроченными  сроками использования являются источником загрязнения почв, а, следовательно, и сельскохозяйственных культур, выращенных на них.

И хотя в современных условиях синтез пестицидов идет по пути создания препаратов малотоксичных для теплокровных животных и человека, но и в этом случае использование продукции, загрязненной пестицидами, может привести к серьезным  последствиям для здоровья: нарушениям эндокринной системы, желудочно-кишечного  тракта и др.

В начале 90-х годов в  нашей стране одна третья часть сельскохозяйственной продукции была загрязнена пестицидами, причем в 10% случаев их содержание превышало допустимые нормы.

До 95 % массы пестицидов попадает в организм человека через продукты, 4,7 % – с водой и 0,3 % – с воздухом или через кожу.

Несмотря на то, что препарат ДДТ был запрещен в России в 1970 году, он присутствует в рационе  любого россиянина: более 40 % поступает в организм с колбасными изделиями, более 20 – с фруктами, 13 – с картофелем и 50 % – с капустой.