18.Екологічні основи збереження і відтворення родючості ґрунтів, захист від забруднення важкими металами

Органічні добрива. Беручи до уваги величезне значення ґрунтової біоти, зокрема мікробіоти, для родючості ґрунту і його «здоров'я», для підтримки якісного стану навколишнього природного середовища, доцільно регулярно використовувати органічні добрива. Для ґрунтів Нечорноземної зони їхня доза складає 6–7 т/га. Ефективно і застосування сидератів (18–20 т сидератів рівнозначно внесенню 15–17 т гною на 1 га). Добрі результати дає і застосування соломи, 1 т якої еквівалентна 3,5–4 т гною. Тим часом не менше 200–250 млн т соломи гниє в скиртах або спалюється.

Створення підвищеного органічного фону сприяє активізації біологічних процесів в ґрунті, що покращує забезпеченість рослин поживними речовинами і біологічно активними сполуками, а також фітосанітарний стан ґрунтів. У свою чергу, високий рівень цих показників є основою економії енергетичних ресурсів.

Хімічна меліорація. Для ліквідації наслідків забруднення ґрунтів важкими металами важливе значення мають запобіжні засоби, які базуються на вдосконаленні технологій виробництва, зокрема агрохімікатів. Добре очищені відходи хімічної і машинобудівної промисловості після збагачення фосфором (до 100 г/кг відходів) представляють велику цінність для сільського господарства.

Для очищення стічних вод, вживаних як добрива, використовують різні речовини: вапняк, іонообмінні смоли, синтетичні сорбенти. Ефективними методами є зворотний осмос, виморожування, електроліз. Заслуговує уваги здатність багатьох мікроорганізмів концентрувати деякі метали, що дозволяє одержувати мідь, уран і інші метали мікробіологічним шляхом і тим самим очищати стічні води від присутності важких металів.

Для ліквідації вже існуючого забруднення застосовують матеріали, що зв'язують важкі метали в недоступні для рослин форми (органічні і мінеральні добрива, вапно, цеоліти, синтетичні смоли і ін.). Рекомендують також обробляти культури, толерантні до забруднення або використовувані на технічні цілі.

Для сильно забруднених територій практикують видалення забрудненого шару з подальшим вилученням важких металів шляхом переведення їхніх сполук в рухому форму і подальшого вимивання розчином FeCl₃ в кислому середовищі. Внесення в ґрунт солей заліза сприяє поліпшенню його фізичного стану: відбувається агрегація ґрунтів за рахунок склеюючого ефекту залізогуматних комплексів. Після закінчення очищення проводять комплексне окультурення ґрунту: вапнування, внесення органічних і мінеральних добрив, компенсуючи втрати біогенних елементів при промивці.

Дешевший прийом рекультивації ґрунтів — внесення речовин-індикаторів. У деяких країнах (Великобританія, Німеччина, Франція, Японія) для цього використовують меркапто-8-триазин. При цьому кадмій, свинець, ртуть і нікель міцно фіксуються в ґрунті в нерозчинному і недоступному для рослин вигляді. Елементи живлення — кальцій, магній, калій і ін. — в даному випадку не закріплюються. Недоліки цього прийому — обмежена місткість і ін активуюча здатність речовин-інактикаторів.

Важливе місце в детоксикації відводиться органічним добривам, які також знижують рухливість важких металів унаслідок утворення органо-мінеральних сполук, що мають низьку розчинність. Проте при цьому необхідно враховувати ступінь розкладання органічної речовини. Внесення в ґрунт соломи, що не розклалася і слабко розклалася при рН 8 підвищувало рухливість важких металів.

Для зниження фітотоксичності важких металів можна використовувати природні цеоліти. Це не тільки хороші сорбенти, але і джерела елементів живлення, а також речовини, що поліпшують структуру ґрунту. Широко поширений цеоліт клиноптилоліт фіксує свинець в 5–10 разів активніше, ніж ґрунт.

Для зниження небезпеки забруднення ґрунтів важкими металами важливо застосовувати агрономічні засоби захисту (підбір сільськогосподарських культур, використання різних частин рослин з урахуванням неоднакової здатності їх до накопичення металів і ін.). Так, за ступенем стійкості до токсичної дії важких металів рослини можна розташувати у порядку убування: трави — злакові — зернові — картопля — цукрові буряки. При однаковому вмісті свинцю в ґрунті (1000 мг/кг) картопля і томати трохи накопичували цей елемент, а морква і редиска акумулювали його в кількостях, що в 1,5–2 рази перевищують ГДК. Відмінності в поглинанні кадмію у різних гібридів кукурудзи досягали 13–18 разів. Особливо небажано обробляти на забруднених територіях овочеві листові культури — салат, шпинат, цибулю, щавель і т.п. Не можна використовувати забруднені ґрунти для вирощування кормів, оскільки худобі згодовують ті частини рослин і в тій фазі, коли в них накопичується особливо багато металів.

Рівень ґрунтової родючості і «здоров'я» землі багато в чому залежать від стану живих компонентів ґрунту. Знання законів функціонування ґрунтової біоти, врахування особливостей поведінки різних інгредієнтів мають першорядне значення для створення продуктивних, стійких агроекосистем, що сприятиме вирощуванню екологічно безпечної сільськогосподарської продукції і