Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сельскохозяйственная экология. Учебное пособие
.pdf
растениях могут образовываться метаболиты, вступающие в реакции
нитрозирования.
Хлорорганнческие препараты диоксинового синтеза, находящиеся в почве,
могут попадать в цепи питания человека и животных. Особо опасны для
человека тетразамещенные диоксины-2,3 ,7 ,8-ТХДД (тетрахлордибензо-n-
диоксин), входящие в состав пестицидов комплексного действия. Перид
полураспада диоксинов в почве - 10 лет‚ в воде -1-2 года. Диоксины - яды
беспорогового действия, поэтому они не должны содержаться в продуктах
питания, питьевой воде, воздухе.
Для экологической оценки пестицидов используется ВДКп – временная
допустимая концентрация пестицида в продуктах питания (мг/кг), которая
определяется по формуле
ВДКп = 1,3ЛД50 + 0,76 , (1.)
где ЛД50 - летальная доза пестицида (мг/кг), вызывающая при введении в
организм гибель 50% особей. ВДКп устанавливают на основе экспериментальных
данных о токсичности и характере действия пестицида на организм. Эти данные
получают, вводя изучаемый пестициц в организм (белых мышей, крыс) путем
вдыхания, введения в желудок, нанесения на кожу.
В полевых условиях отбор образцов почвы, воды, растительного сырья
на содержание пестицидов должны осуществляться в соответствии с требованиями
руководства (Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах
питания, кормах и внешней среде, 1983), а их анализ на содержание остаточных
количеств производится с использованием газожидкостной или жидкостной
хроматографии (Определение пестицидов в сельскохозяйственных культурах,
почвах и воде, 1995).
Степень опасности пестицида Сп, (баллы) устанавливается по выражению
Сп = (Кч + Кп) – 1, (2)
где Кч - класс опасности пестицида для человека в баллах (табл. 41, графа 2); Кп
- класс опасности для природы в баллах (таблица 43, графа 3).
91
Таблица 43 - Класс опасности некоторых пестицидов (в баллах)
Пестициды
Класс опасности для
человека, Кч
окружающей среды, К
п
Высокоопасно
Антио, 25% КЭ
2
4
ГХЦГ, 12% дуст
2 2 Золон, 35% КЭ
2 3 ПХК, 50% КЭ
2 1 Хлорофос, 80% СП
2 3
Чрезвычайно
Гранозан, 2% дуст
1
1
Бордоская жидкость, 1%
С
2 3 Сера коллоидная, 80%
СП
4
4
ЦИНЕБ, 80% СП
2
2
Опасно
Бетанал, 16% КЭ
3 3 ТХА, 90% РП
3 3 Эптам,72% КЭ
3 3 Би-58, 40% КЭ
2 4 Каратэ, 5% КЭ
2 2 Фастак, 10% КЭ
2
2
Фурадан, 35% ТП
1
2
ТМТД, 80% СП
2
2
Арцерид, 60% СП
3
3
Умеренно
Скор, 25% КЭ
4
4
Бетанал АМ, 82% КЭ
3 3 Лонтрел, 30% ВР
4 4 Фюзилад С, 12,5% КЭ
4
4
Средневзвешенная степень опасности ассортимента пестицидов (Сср)
определяется по формуле
92
Сср =
mmm
m
C
m
C
m
C
…++
…+ +
21
i
ïi
2
ï2
1
ï1
i
n
i
i
m
F
m
i
5000
110
)1(
)(
4
3
Ï
ÏÏ
ç
çç
, (3)
где Сп1,…, Спi – степень опасности i-го пестицида в баллах; m1 , m2 ,…,mi масса i-го внесенного пестицида (кг).
Усредненная нагрузка токсикантов на площадь, то есть экотоксилогическая
доза (Дп, кг/га), вычисляется по выражению
Дп =
, (4)
где
- общая масса внесенных пестицидов в кг, F – площадь, га.
Прогноз загрязнения (Пз, условные кг/га) вычисляется по формуле
Пз = Дп/(С
u), (5)
ср
где u - способность почвы к самоочищению в баллах: u < 0,2 - очень слабая;
u = 0,2-0,4 - слабая; u = 0,41-0,6 - умеренная; u = 0,61-0,8 - интенсивная;
u > 0,8 - очень интенсивная. Параметр u отражает интенсивность
деструкции пестицидов в зависимости от почвенно-климатических условий.
Он изменяется от 0,1 балла для сухих степей и солончаков до 1 балла для
окультуренных черноземов в зоне достаточного увлажнения.
Агроэкотоксикологический индекс (Au) основывается на принципе
ферментативной реакции, которая может использоваться при интерпретации
деструкции пестицидов в биологических средах и вычисляется по формуле
Аu =
. (6)
По агроэкотоксикологическому индексу (Аu) загрязнение территории
пестицидами подразделяется на четыре класса: Аu < 1 - малоопасное; Аu = 1-4
среднеопасное; Аu = 5-7 - повышенной опасности; Аu > 7 - высокоопасное.
93
Пример выполнения работы:
m
i
m
i
m
i
Требуется определить класс опасности загрязнения темносерой лесной почвы
пестицидами при возделывании сахарной свеклы Льговская-52.
Исходные данные (табл. 43). Параметр u = 0,6.
Решение.
1. По формуле устанавливаем степень опасности пестицида (Сп).
При этом значения класса опасности пестицида для человека (Кч) находим
по таблице 43 (графа 2), а для природы (Кп) в графе 3.
2. Используя формулу и данные таблицы 42 (графа 6), вычисляем
средневзвешенную степень опасности для 1 варианта (площадь сахарной
свеклы 180 га) и отдельно для 2 варианта (площадь сахарной свеклы 180 га).
3. Macca каждого внесенного пестицида (m1, m2,…, mi) находится
перемножением площади посева на расход пестицида (таблица 42, графа 5), а общая
масса пестицидов (
инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. В итоге получаем
вариант);
= 944,2 кг (2 вариант).
) по вариантам устанавливается путем суммирования
= 16 048,8 кг (1
4. Значения средневзвешенной степени опасности ассортимента пестицидов
(Сср) определяем по формуле: для 1 варианта Cср = 4,21; для 2 варианта Сср = 5,35.
5. Экотоксикологическая доза (Дп, кг/ га) вычисляется по формуле,
которая равна 89,2 кг/га (1 вариант) и 5,24 кг/га (2 вариант).
6. Прогноз загрязнения почвы пестицидами вычисляем по формуле:
Пз = 89,2 / (4,210,6) = 35,2 усл.кг/га (1 вариант);
Пз = 5,24 / (5,350,6) =1,6 усл.кг/га (2 вариант).
7. Агроэкотоксикологический индекс (Au), вычисленный по формуле,
составляет 9,7 (1 вариант) и 0,06 (2 вариант). Сравнивая полученные индексы с их
нормативными значениями, приходим к выводу, что 1 вариант химической защиты
сахарной свеклы высокоопасен (Аu > 7), а второй вариант экологически малоопасен
(Аu < 1).
94
Таблица 44 - Химические средства защиты растений при возделывании
Химические
вещества
Препаратная
форма
Расход
пестицида,
кг/га
Кратность
обработки
Химических
средств на 1
га
Общая
масса
пестицидов
в кг
1 2 3 4 5
6
1 вариант (F = 180 га)
Инсектициды
Антио
25% КЭ
1,6
1
1,6
288
ГХЦГ
12% дуст
20 1 20
3600
Золон
35% КЭ
3,5
1
3,5
630
ПХК
50% КЭ
3 2 6
1080
Хлорофос
80% СП
2 2 4
720
Фунгициды
Гранозан
2% дуст
0,06
1
0,06
10,8
Бордоская
жидкость
1% С
8 1 8
1440
Сера
коллоидная
80% СП
6 1 6
1080
Цинеб
80% СП
4 1 4
720
Гербициды
Бетанал
16% КЭ
8 1 8
1440
ТХА
90% РП
20 1 20
3600
Эптам
72% КЭ
8 1 8
1440
Итого
16,048,8
2 вариант (F = 180 га)
Инсектициды
Би-58
40% КЭ
0,9
1
0,9
162
Каратэ
5% КЭ
0,15
1
0,15
27
Фастак
10% КЭ
0,1
1
0,1
18
Фурадан
35% ТП
0,21
1
0,21
37,8
Фунгициды
ТМТД
80% СП
0,036
1
0,036
6,4
Арцерид
60% СП
2 1 2
360
сахарной свеклы
95
Скор
25% КЭ
0,4
1
0,4
72
Гербициды
Бетанал АМ
82% КЭ
0,33
1
0,33
59,4
Фюзилад С
12,5% КЭ
1 1 1
180
Лонтрел
30% ВР
0,12
1
0.12
21,6
Итого
944,2
Примечание: В настоящее время химические средства защиты растений по 1
варианту практически не используются, а применение дуста запрещено.
Для снижения пестицидной нагрузки на агроэкосистемы важно использовать
интегрированную систему защиты растений, включающую все доступные формы
подавления вредных организмов: механические, физические, биологические,
биоценотические, агротехнические и химические способы. При этом должна
преследоваться цель не полного уничтожения вредителей и сорняков, а
поддержание их численности на уровне, который не приведет к ощутимым
экономическим потерям.
С целью экологизации защиты растений все возрастающее внимание уделяется
микробиологическим средствам (созданным на основе бактерий, грибов, вирусов и
актиномицетов), которые в состоянии стать в определенной мере альтернативой
пестицидам химического синтеза, превосходя последние по экологическим,
экономическим и социальным показателям.
Против болезней растений наиболее часто применяют биопрепараты на основе
бактерий Pseudomonas fluorescens (планриз или ризоплан), Pseudomonas aureofaciens
(агат-25К, эль-1, циркон, новосил, биосил, иммуноцитофит‚псевдобактерин-2‚
крезацин, альбит, эпин-экстра, лариксин), Bacillus subtilis (бактофит, фитоспорин);
для борьбы с насекомыми биопрепараты на основе Bacillus thuringiensis (H-1)subsp.
thuringiensis (битоксибациллин, бактокулицид, бикол, энтобактерин); против
грызунов на основе бактерии Salmonella enteriditis var. Issatschenko (бактороденцид).
Биопрепараты грибного происхождения (гриб рода Triechoderma lignorum):
например, триходермин используется против болезней растений; боверин против
колорадского жука. Препараты на основе антибиотиков (продуктов
жизнедеятельности микроорганизмов): фитобактериомицин, фитолавин-300 (на
основе актиномицетов рода Actinomjces sр.) применяются для защиты растений от
бактериальных и грибных болезней.
96
Контрольные вопросы:
1. Назовите альтернативные приемы и методы защиты растений
химическим средствам.
2. Микробиологические препараты которые используются в борьбе с
бактериальными, грибными болезнями и в борьбе с насекомыми.
3. Агротехнические и биологические приемы защиты растений по
подавлению сорняков в фитоценозах.
4. Чему отдается предпочтение при использование химических защиты
посевов сельскохозяйственных посевов культур по подавлению болезней и
вредителей или достижению порога вредоностности.
5. В каких случаях, в организме теплопокровных ,может образовываться
ведущий к образованию онкозаболеваний метоболит –нитрозоамин.
Практическа работа 12
Тема : «Почвенная кислотность, ее виды и влияние на почвенное
плодородие»
Наиболее вредное влияние на растения оказывает кислотность почв,
обусловленная присутствием в них ионов водорода, а также алюминия.
При высокой кислотности почв угнетается рост и развитие
сельскохозяйственных растений, подавляется жизнедеятельность почвенных
микроорганизмов.
Для выяснения возможности нормального роста на данной почве той или иной
культуры и для ориентировочного суждения о необходимости химической
мелиорации почв аспиранты устанавливают реакции почвенного раствора,
которая зависит от соотношения в нем концентрации ионов водорода и
гидрооксида и указывает на степень его кислотности или щелочности.
Для характеристики реакции почв концентрацию водородных ионов в
почвенном растворе обычно выражают в условных единицах рН. Символ рН
представляет собой отрицательный логарифм концентрации водородных ионов в
растворе.
В чистой воде, имеющей нейтральную реакцию концентрации водородных и
гидроксильных ионов очень малы и равны (Н+ ) = (ОН- ) = 10-7 грамм ионов на 1
97
л., а рН=-lg(Н- – – среда щелочная; рН =
рОН – среда нейтральная.
О потребности почв в известковании до известной степени можно судить по
растительности. Там, где растут бук, дуб, акация, шиповник, ежевика
известкование не нужно. Щавель, осока, хвощ, мох указывает на кислую реакцию
почвы и потребность ее в извести.
Актуальная кислотность – это наличие в почвенном растворе катионов
водорода Н+ и определяется при взаимодействии почвы с водой.
Потенциальная кислотность – связана с обменнопоглощенными катионами
водорода и алюминия в ППК и определяется в солевой вытяжке.
Обменная кислотность (рНКСl) проявляется при обработке почвы
физиологически нейтральной солью КСl. рНКСl показывает степень кислотности
почвы и нуждаемость почвы в основаниях. По обменной кислотности можно
определить примерные нормы извести с учетом механического состава почвы.
Гидролитическая кислотность (Н2) проявляется при обработке почв
гидролитически щелочной солью СН3СOONa, которая способна вытеснять все
катионы водорода и алюминия, находящемся и в почвенном растворе и ППК, т.е.
Н2 – это сумма актуальной и потенциальной кислотности. Н2 измеряется в мгэкв. на 100 г почвы. По гидролитической кислотности рассчитывают точные дозы
извести.
Определение обменной кислотности
Потенциометрический метод определения реакции (рН) почв сводится к
измерению электродвижущей силы (ЭДС), которая возникает при опускании в
почвенную суспензию двух различных электродов: измерительного и электрода
сравнения.
Вытяжку аспиранты готовят при взаимодействии почвы с водой (водная
вытяжка) – актуальная кислотность или 1 М раствора KCl (солевая вытяжка) –
обменная кислотность при отношении почвы к раствору 1:2,5.
Ход работы:
1. В стаканчик на 50 мл помещают навеску почвы 20 г
2. Приливают цилиндром 50 мл 1 н раствор хлористого калия (KCl)
3. Взбалтывают стеклянной палочкой почвенную суспензию и оставляют в
покое на 4 часа
4. Определяют рН на рН-метре
98
Полученные данные на рН-метре, записывают в тетрадь. По величине рН
определяют реакцию данной почвы.
Определение гидролитической кислотности почвы.
Визуальное определение по растительности и рН не дают точного
представления о величине всей почвенной кислотности и не позволяют с
достаточной точность установить степень потребности почвы в известковании.
Для этого необходимо установить способность почвы к взаимодействию с
углекислым кальцием (СаСО3) являющимся основным материалом для
известкования кислых почв.
Способность почвы к взаимодействию с СаСО3 в лабораторных условиях
установить сложно, т.к. эта соль трудно растворима. В лаборатории
гидролитическую кислотность почв определяют путем обработки их растворимой
гидролитически щелочной солью уксуснокислого натрия (СН3СООNa).
Результаты этого определения дают представление о способности кислых
почв в взаимодействию с СаСО3.
При взаимодействии раствора СН3СООNa с водой образуется
слабодиссоциирующая кислота и сильная щелочь:
СН3СООNa + Н2О ⇄СН3СООН + NaОН
которая вытесняет из почвы гораздо большее количество ионов водорода, чем
нейтральные соли.
Метод основан на обработке почвы 1 М раствором СН3СООNa при
соотношении почва: раствор – 1:2,5 с последующим определением кислотности в
полученной суспензии по величине рН.
Ход работы
1. В коническую колбу на 250 см3 помещают навеску почвы 20 г
2. Приливают цилиндром 50 мл 1 н раствора СН3СООNa
3. Полученную суспензию взбалтывают на ротаторе в течении 1 часа
4. Содержимое колбы переносят в стаканчик на 50 мл и определяют рН на Рнметре с точностью до сотых долей
5. Величину гидролитической кислотности находят по величине рН, пользуясь
данными таблицы
99
Практическая работа 13
F100
ÃFý Ìë)(Ìò
Тема : «Агроэкологические последствия водной эрозии почв».
Цель данной работы: Выявить Агроэкологические последствия водной эрозии
почв и определить потребность в органических удобрений для компенсации
утраченного плодородия.
Общие сведения:
Продуктивность эродированных почв тесно взаимосвязана с распределением
плодородия почв по профилю. Особенно резко снижается продуктивность
подзолистых, дерново-подзолистых, коричневых и подзолисто-желто- земных почв,
плодородие которых определяется, в основном, производительной способностью
аккумулятивных горизонтов.
Ведущая роль в стабилизации плодородия смытых почв принадлежит
органическим удобрениям, потребность которых рассчитывается на бездефицитный
баланс гумуса (д6, т/га) в севообороте:
Дб = Уп Ко К
Ку - (3К
г
y + Пг), (1.)
м
где Уп — планируемая урожайность в т/га; Ко — коэффициент накопления
пожнивно-корневых остатков (см. табл. ); Кг — коэффициент накопления сухого
вещества и его гумификации (см. табл. ); Ку — коэффициент снижения урожайности
на почвах разной степени смытости (см. табл.); 3 — запасы гумуса в пахотном слое
почвы (т/га); Км — коэффициент минерализации гумуса; у — коэффициент
уменьшения потерь гумуса в результате применения почвозащитных обработок: у =
0,8 — плоскорезная обработка, у = 0,77 — минимальная обработка, у = 1 —
отвальная вспашка; Пг — годовые потери гумуса от эрозии почв (т/га),
устанавливаемые по формуле:
Пг =
, (2)
где Мт и Мл — соответственно смыв почвы от стока талых и ливневых вод в т/га,
определяется по формулам (1) и (2); Fэ — площадь эродированных земель, га; Г —
содержание гумуса в пахотном слое (%); F — площадь рабочего участка, га.
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]