Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Агроэкология. Учебное пособие
.pdf
Незаменимой кормовой культурой в зонах радиоактивного
загрязнения является кукуруза, высокие урожаи зеленой массы которой можно получать как в севообороте, так и в бессменных посевах в течение 2–3 лет.
137
В зонах с высокой плотностью загрязнения
Cs и 90Sr ре-
комендуется возделывать травы на семенные цели.
К технологическим мероприятиям относятся различные
методы переработки продукции, содержащей радионуклиды.
С учетом того, что загрязнение продукции радионуклидами
может быть поверхностным и структурным, их удаляют двумя
путями: 1) механическим; 2) технологической переработкой.
Эффективность переработки оценивается по коэффициенту
очистки. Коэффициент очистки – это отношение удельной активности сырья
к удельной активности продукта, полученного из этого сырья. Он показывает, во сколько раз уменьшается
содержание радионуклида в продукте по сравнению с сырьем.
Эффективные механические методы переработки зерна – обрушивание (удаление кроющих оболочек) и помол на муку –
приводят к уменьшению концентрации радионуклидов в 2–5
раз. Наиболее эффективна технологическая переработка зер-
.е. на крахмал и спирт с коэффициентами очистки соот-
на, т
ветственно 50 и 1000 раз. У овощей и картофеля промывание
водой снижает содержание радионуклидов в 3–10 раз; отваривание – до 5 раз; удаление кроющих листьев – в 5 раз; снятие кожуры – в 3 раза; удаление головки у корнеплодов – в
5 раз; промывание нарезанных овощей 0,1 %-м раствором уксусной
, лимонной или соляной кислоты – в 30 раз; засолка и
маринование – в 3–5 раз. Масличные культуры перерабатывают на масло, где кратность очистки составляет 500 раз. При
переработке сахарной свеклы на сахар коэффициент очистки
составляет 70–90. За рубежом из сырья, содержащего радионуклиды, получают кормовой и пищевой белок, глюкозу, фруктозу, ферменты, органические кислоты и
другие продукты.
7.5. Мероприятия по снижению поступления радионуклидов
в продукцию животноводства
Основной задачей ведения животноводства в зонах радиоактивного загрязнения является получение продукции, соответствующей требованиям республиканских допустимых
уровней. Проведение защитных агромелиоративных и зоотехнических мероприятий позволяет значительно снизить произ-
111
водство молока и мяса с превышением допустимых уровней
137
по содержанию
Cs и 90Sr. В системе этих мероприятий вы-
деляют четыре группы приемов:
1) производство кормов с допустимым содержанием радио-
нуклидов;
2) изменение условий содержания и рационов кормления
крупного рогатого скота на заключительной стадии откорма,
введение в рацион специальных добавок, снижающих переход
радионуклидов в продукты животноводства;
3) технологическая переработка продуктов животноводства;
4) перепрофилирование отраслей животноводства.
Известно,
что более 90 % радионуклидов поступает в организм животных с кормами, поэтому их качеству уделяется особое внимание. Чтобы уменьшить содержание радионуклидов в
кормах, проводят поверхностное и коренное улучшение пастбищ и сенокосов. Для получения гарантированно чистых молока и мяса устанавливают пределы допустимого содержания
(ПДС)
137
Cs и 90Sr в суточном рационе животных и предельно
допустимые уровни (ПДУ) радиоактивного загрязнения различных кормов.
При загрязнении отдельных видов кормов, превышающем
ПДУ, нормирование радионуклидов в рационе производится
за счет увеличения доли более чистых кормов.
Для получения молока, соответствующего нормативам, рекомендуется использовать улучшенные и культурные пастбища и сенокосы, а также
скармливать скоту при стойловом содержании скошенную траву и не выпасать его на пастбищах
со слабой дерниной и низким (менее 10 см) травостоем. При
стойловом содержании рекомендуют включать в рацион сено с
культурных сенокосов, силос сеяных трав и кукурузы, кормовую свеклу и концентраты.
Выращивание и начальный откорм молодняка проводятся
без ограничений
по обычным рационам. Если радиоактивное
загрязнение кормов превышает допустимые уровни и не позволяет нормировать суточный рацион на уровне ПДС, тогда
выращивание и откорм скота проводятся в два этапа.
На первом этапе кормление животных проводят по приня-
той в хозяйстве технологии без ограничений. В последние
2 месяца откорма используют рационы, включающие
кукуруз-
ный силос, сенаж из однолетних трав, корнеплоды, в которых
величина
137
Cs не превышает ПДС. Контроль рациона по со-
112
держанию 90Sr не проводят, потому что переход его в мышечную ткань не превышает 0,04 %, в то время как переход
137
Cs в
100 раз больше и составляет 4 %.
Для снижения перехода радионуклидов в молоко и мясо рекомендуют обогащать рацион кормовыми добавками, которые
избирательно связывают радионуклиды цезия в коллоиды в
желудочно-кишечном тракте животных. В качестве таких добавок наиболее эффективны ферроционидные препараты,
основу которых составляет гексоцианоферрат железа. Применение этих препаратов в
составе комбикорма, соли-лизунца
лактирующим коровам и молодняку на заключительной ста-
137
дии откорма позволяют снизить концентрацию
Cs в молоке
от 3 до 10 раз, в мясе – от 2 до 5 раз в зависимости от уровня
загрязнения рационов цезием.
В первые недели после радиационного выброса введение
йодистого калия в рацион способствовало уменьшению радиоактивного йода-131 в молоке на 50 % .
Снижение радионуклидов в молоке и мясе отмечается при
насыщении рациона минеральными веществами, особенно с
содержанием кальция и калия, а также микроэлементами,
белково-витаминными препаратами.
В хозяйствах, расположенных на почвах с плотностью за-
2
грязнения 15–40 Ки/км
, где невозможно получение молока,
целесообразна переспециализация молочного скотоводства на
мясное или переспециализация скотоводства на свиноводство
и птицеводство.
Для удаления радионуклидов из молока применяют различ-
ные методы очистки и переработки молока-сырья. При очистке используют ионообменные смолы (пирофосфат и циалит),
хорошо поглощающие ионы цезия и стронция, 80–90 % которых удаляется вместе
со смолами при тонкой фильтрации молока. Такой же эффект дает сепарирование молока. Технологическая переработка молока на сливки, творог, масло, сыр сопровождается переходом радионуклидов в обрат, сыворотку и
пахту. При этом в сливках остается 4,5–10 % цезия-137 и 2,2–
4,7 % стронция-90, в твороге – соответственно 5,2–13,4 и 16–
35 % , а в масле – около 1 % от исходного содержания
радио-
нуклидов в молоке. В молоке стронций-90 связан белками. Для
лучшей очистки молока от стронция-90 добавляют лимонную,
уксусную или соляную кислоты, которые образуют со
стронцием-90 растворимые в воде соли и нерастворимые, выпадающие в осадок. К эффективным методам очистки отно-
113
сится переработка молока на сгущенное и сухое, сливок – на
сгущенные и сухие. В процессе приготовления сухих продуктов исходное сырье нагревают до температуры более 400 °С,
137
при которой происходит испарение
Cs из сырья. Практиче-
ски не остается радионуклидов в топленом масле.
Мясо, содержащее радионуклиды, вымачивают в воде с последующим посолом; в подкисленном растворе (10 %-ной соляной, уксусной или лимонной кислот); в соленом растворе.
Мясо можно хорошо посолить и затем несколько раз вымочить
в чистой воде.
Эти приемы снижают содержание радионуклидов
на 80–
90 %. Кулинарная обработка (10-минутная варка мяса в кипящем бульоне с последующим сливанием его и заменой чистой
137
водой) приводит к переходу 50–60 %
Из костей в бульон вываривается 1–2 %
Cs из мяса в бульон.
90
Sr.
Об эффективности защитных мероприятий, а также о необходимости их проведения говорят следующие результаты.
Проведение в Республике Беларусь таких защитных мероприятий, как выведение из использования земель, где невозможно
получение продукции с нормативным содержанием радионуклидов; исключение из севооборота культур, накапливающих
радионуклиды; повсеместное проведение известкования кислых почв и внесение
повышенных доз фосфорных и калийных
удобрений, залужение и перезалужение сенокосов и пастбищ
137
позволило снизить поступление
Cs в продукцию растение-
водства в 5 раз. В результате производство молока, превышаю-
137
щего нормативы по содержанию
Cs, уменьшилось с 18 %
в 1986 г. до 0,5 % в 1996 г. , а мяса с – 4,3 % до 0,001 % соответственно. Однако следует учитывать, что требования республиканских нормативов по содержанию радионуклидов многократно превышают доаварийный уровень.
Глава 8
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
И ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
8.1. Общие положения
Наряду с традиционными приемами ведения сельского хозяйства во многих странах развивается альтернативное земледелие, основанное на строгом соблюдении научных рекомендаций по освоению природно-ресурсного потенциала сельскохозяйственных угодий и более умеренном использовании факторов интенсификации с целью уменьшения техногенных
воздействий на агроэкосистемы, а также сохранения функциональных компонентов динамического
щих агроэкосистемы.
Вовлекая в интенсивную эксплуатацию около 10 % суши,
сельскохозяйственное производство существенно, а в ряде
случаев и решающе, влияет на развитие деградационных процессов в окружающей природной среде. При определенных
условиях факторы интенсификации, например внесение минеральных удобрений в дозах, превышающих нормативные потребности, избыточное использование химических средств защиты растений и регуляторов роста, внедрение одновидовых
посевов на больших площадях и т.д., приводят к нарушению
экологического равновесия, «блокируют» функциональные
возможности природного биоэнергетического по тенциала агроэкосистем.
Основа альтернативного (биологического) земледелия – сокращение до разумного минимума внешнего антропогенного
воздействия на агроэкосистему, создание максимума благоприятных предпосылок для полноценного использования ее
собственного биопотенциала.
Цели и основные направления альтернативного земледелия. Четко разграничить альтернативное (биологическое) и
традиционное земледелие достаточно сложно. Между ними
существуют плавные переходы.
Тем не менее цели альтернативного (биологического) земледелия можно свести к следующим: сохранение и повышение
плодородия почвы; защита окружающей природной среды;
равновесия, составляю-
115
активизация круговоротов веществ и переноса энергии в агроэкосистемах; снижение материало- и энергоемкости получаемой продукции; экономия ресурсов невосполнимой энергии;
улучшение качества производимой продукции; производство
гарантированного количества продукции; обеспечение устойчивости агроэкосистем.
Альтернативное земледелие развивается в органическом, био-
динамическом, органобиологическом и других направлениях.
8.2. Развитие альтернативного земледелия
Органическое земледелие. При ведении его исключается
или существенно сокращается применение минеральных удобрений и пестицидов. Широко распространено в США. Приемы органического земледелия обеспечивают рациональное использование природных ресурсов, минимальное снижение (а в
отдельных случаях и повышение) урожайности кукурузы и
сои при неблагоприятных почвенно-климатических условиях,
эффективное использование природной энергии при
вании пшеницы, кукурузы, картофеля и яблок. Однако при
этом увеличиваются трудовые затраты (на 12–20 %), снижается производительность труда (на 22–95 %), возможно уменьшение урожайности (например, пшеницы – до 43 %).
В органическом земледелии США обычным для севооборотов является чередование бобовых культур с культурами, характеризующимися высокой потребностью в азоте. Почву обрабатывают без
От насекомых растения защищают энтомофаги: златоглазка,
трихограмма, хищные клещи, а также биопрепараты. Так, против чешуекрылых применяют бактериальный штамм Bacillus
thuriginesis, который является активным компонентом в большинстве промышленных препаратов. Против колорадского
жука эффективен грибной препарат боверин, в состав которого входит гриб Beaveria bassiana.
насекомого гриб выделяет токсины – боверицин и циклодепепсипептид. Хорошо зарекомендовали себя инсектициды
растительного происхождения, а также специальные ловушки
с аттрактантами для чешуекрылых, а против болезней – растительные составы и слаботоксичные препараты. В органическом земледелии минеральные азотные удобрения заменяют
высококачественными органическими (навозом, компостом,
зеленными удобрениями).
оборота пласта (дискование, щелевание и т.п.).
При попадании в организм
выращи-
116
В данной системе земледелия широко используют мине-
ральные удобрения, имеющие слабую растворимость в воде.
Считают, что полную отдачу от органического удобрения
можно получить, если применять его в биологически благоприятное время, а форма удобрения максимально способствует
наилучшему усвоению питательных веществ агроэкосистемой.
В первую очередь это относится к компосту. Приготовле-
ние компостов
имеет огромное гигиеническое значение. При
компостировании происходит инактивация многих возбудителей болезней. При высокой температуре внутри компостной
кучи гибнут бактерии, вызывающие поражение культурных
растений. Исследования показали, что яйца фитогельминтов
погибают через 5–6 сут после начала процесса активного компостирования, а семена многих сорняков теряют всхожесть,
т.е. можно предельно минимизировать использование
герби-
цидов, применяя агротехнические приемы.
Биодинамическое земледелие. Развитие данного типа
земледелия приходится на конец 30-х гг. прошлого столетия.
В общей структуре сельскохозяйственных предприятий Западной Европы оно составляет менее 1 %.
Биодинамическое земледелие – наиболее давнее организованное движение в сельском хозяйстве. С начала своего становления это направление объединяло биологический, техниче-
экономический и социальный аспекты сельского хозяй-
ский,
ства. Начиная с 1928 г. биодинамическое движение впервые
организовало продажу сертифицированных продуктов питания.
(Продукция соответствующих ферм носит марку «Деметр».)
В данном случае проблему земледелия рассматривают комплексно, т.е. сельское хозяйство, человек, окружающая среда,
космос, а также их взаимовлияние. Минеральные удобрения и
пестициды не применяют
вообще. Для борьбы с болезнями
растений широко используют препараты растительного происхождения: настои тысячелистника, крапивы, ромашки, валерианы и т.д.
Основоположником биодинамики является немецкий уче-
ный Р. Штейнер (1861–1925).
Биодинамические фермы создают по подобию организма.
Термин «организм» – центральный в биодинамике. Обычно
под организмом понимают отдельное растение или животное.
Однако сообщества растений
и животных, система растение –
почва и даже более крупные экологические единицы могут
иметь некоторые характерные признаки организма.
117
Биодинамические фермы стремятся обеспечить себя удобрениями и кормами. В качестве удобрений здесь используют
различные компосты и специальные минеральные добавки
(кремний, роговую муку, костную муку, известняки и др.).
В защите растений применяют препараты на основе кремния,
а также биодинамические препараты на растительной основе.
Элементы биодинамики приводятся в астрологических календарях.
Противники системы биодинамического земледелия
считают, что оно целесообразно лишь при относительно низкой продуктивности агроценозов.
Органобиологическое земледелие. Это направление равнозначно экологическому, альтернативному и биологическому.
В основе его лежит идея о том, что минеральные вещества из
почвы поглощаются не только в форме ионов, но и в форме макромолекул (микросом)
и служат питательным веществом для
почвенных микроорганизмов, которые перерабатывают трудноусвояемые соединения в легкодоступные для растений формы. Главное в органобиологическом земледелии – повышение
плодородия почвы за счет управления питанием путем активизации почвенной микрофлоры, для чего компосты вносят поверхностно, а при обработке верхних слоев стремятся сохранить структуру почвы. Защита
растений от вредителей и болез-
ней осуществляется так же, как и в органическом земледелии.
Свойства почвы улучшают, прежде всего, путем возделывания травяных смесей в севооборотах. Смеси должны содержать семена холодостойких растений. Состав смесей, например, может быть таким, как в табл. 8.1.
Таблица 8.1. Состав травяных смесей
Культура Семена, кг/га
Чина 20
Гречиха 15
Вика мохнатая 10
Горчица белая 10
Клевер пунцовый 6
Донник 6
Горох 5
Зеленая масса травяной смеси является, кроме того, хорошим кормом. При отсутствии в хозяйствах скота скошенную
зеленую массу вывозят и компостируют. Непосредственное
118
внесение зеленой массы в почву нерационально. После таких
смесей на рекультивированном поле получают высокие урожаи картофеля и свеклы.
Следует отметить, что при использовании данных систем
земледелия не исключена возможность применения удобрений
(известняка, бентонитов, фосфатов, костной муки и др.), содержащих в своем составе минеральные элементы в труднорастворимой форме.
Система ANOG. По сравнению с другими, эта система
ближе к традиционному сельскому хозяйству. Она получила
условное название «близкое к природе» и в основном совпада-
ет с органобиологическим земледелием. Исходя из научного
анализа состояния почв, для каждого хозяйства разрабатывают
индивидуальные планы внесения органических удобрений.
Допускается применение всех синтетических препаратов (кроме гербицидов),
остаточных количеств химикатов в продукции.
но при тщательном контроле содержания
8.3. Экологические особенности вермикультуры
Попытки повышения продуктивности сельскохозяйственного производства на сугубо технократической основе оказались в значительной степени тупиковыми. И первопричина
тому – глубокий разрыв между антропогенными технологиями
и законами функционирования экологических (в том числе и
агроэкологических) систем, отсутствие оценки возможных последствий применяемых технологий для тех или иных природных комплексов.
В последние годы
распространение получило одно из новых направлений биотехнологии – вермикультивирование, заключающееся в про-
мышленном разведении некоторых форм дождевых червей
(от лат. Vermes – червь).
Формирование и развитие данного направления обусловлено возможностью решения на биологической основе ряда актуальных экологических задач (утилизации органических отходов, повышения плодородия почвы
ственного чистого органического удобрения, выращивания
безопасной сельскохозяйственной продукции и др.).
Метод вермикультуры существенно ограничивает либо исключает опасность загрязнения среды различными поллютантами.
во многих странах довольно широкое
, получения высококаче-
119
Особый интерес к вермикультивированию проявляют сторонники так называемого альтернативного земледелия, ратующие за отказ от применения минеральных удобрений и пестицидов и призывающие к широкому использованию компостов,
способных поддерживать на высоком уровне биологическую
активность почвы.
Первые хозяйства по искусственному разведению червей на
отходах были созданы более полувека тому назад в
США. (Чер-
вей разводили с целью получения наживки для рыбной ловли.)
В настоящее же время практика применения заметно расширилась, распространившись как в сельском хозяйстве, так и
в других отраслях производства.
Биологическая характеристика вермикультуры. Верми-
культура – компостные черви в органическом субстрате. Нередко под этим термином подразумевают исключительно чер-
или, наоборот, только субстрат. Вермикультуру можно
вей
представить как сложное биоценотическое сообщество, ограниченное определенным биотопом в составе культурного
ландшафта.
Черви объединяют несколько типов групп беспозвоночных,
среди которых коловратки, нематоды, энхитреиды, кольчатые
и дождевые черви. Именно последние имеют большое значение в почвообразовательном процессе, в формировании и поддержании плодородия почв.
Дождевые (земляные) черви – самые крупные обитатели
почв среди беспозвоночных, входящие в состав почвенной макрофауны, на их долю приходится не менее половины всей
биомассы почвы. Например, в лесных экосистемах масса червей составляет от 50 до 72 % всей почвенной биомассы.
Большинство дождевых червей, распространенных на территории нынешнего СНГ, относится к семейству люмбрицид
(Lumbricidae), которое включает около 180 видов.
В целом же наиболее массовыми являются 15–16 видов,
среди которых заметно доминирует вид Nicodrilus caliginosus.
Обитает он обычно в распаханных почвах. Отсюда и название
«пашенный червь».
Средний размер дождевого червя 9–13 см в длину (на Кавказе встречаются черви длиной 45 см).
Плотность дождевых червей достигает в среднем 120 осо
2
бей на 1 м
, а биомасса – 50 г на 1 м2 (при массе тела одного
червя 0,5–1,5 г). В благоприятные периоды плотность пашен-
2
ного червя может составить 400–500 экземпляров на 1 м
.
-
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]