Охрана окружающей среды в системе земледелия

Охрана окружающей среды в системе земледелия - комплекс мероприятий, направленных на предотвращение ее деградации и загрязнения, рациональное природоиспользование, восстановление и приумножение природных ресурсов. Этот комплекс включает охрану гумусового состояния почвы, противоэрозионные мероприятия, научно обоснованную систему обработки почвы и рациональную сис­тему применения удобрения, интегрированную систему защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, организацию водоохранных мер, рекультивацию земель и др.

Севооборот как фактор охраны окружающей среды.Особое значение севооборот приобретает при решении экологических проблем, т.к. он прежде всего – основа правильно организованной системы почвозащитного и природоохранного землепользования в современных агроландшафтных системах земледелия.

Структура посевных площадей и севообороты, разработанные для освоения в системе земледелия, наряду с производством необходимого количества растениеводческой продукции должны быть почвозащитными, предотвращать губительное разрушение почвы, в первую очередь отэрозионных процессов. Следует иметь в виду не только противоэрозионные и мелиоративные свойства культур, но и технологии их возделывания на каждом поле севооборота.С целью охраны и защиты почв от разрушения подбор и разме­щение культур в полях севооборотов должны осуществляться с уче­том распределения пахотных земель по уклонам, степени смытости и потенциальной эрозионной опасности.

По границам полей севооборота создают буферные полосы, высаживают полезащитные лесонасаждения, создают сеть полевых дорог, организуют систему задержания снега и талых вод. Такая система вместе с другими мероприятиями обеспечивает надежную защиту почв от эрозии. В степных районах применяют полосное размещение культур. В таблице 4 представлена устойчивость почв под различными культурами.

Таблица 4 - Показатели устойчивости почв к эрозии и дефляции под различными культурами

Агрофон	Коэффициент
	Эрозионная опасность	Дефляционная опасность
Чистый пар Подсолнечник Картофель Яровые зерновые Смешанные посевы яровых культур Однолетние травы Горох, викоовсяная смесь Кукуруза на зеленый корм Яровые зерновые с подсевом многолетних трав Озимые зерновые Поукосные и пожнивные посевы яровых культур (в качестве промежуточных культур) Пожнивные посевы озимых культур (в качестве промежуточных культур) Многолетние травы 1-го года пользования -//- 2-го года пользования -//- 3-го года	1 0,8 0,75 0,6 0,5 0,5 0,35 0,6 0,4 0,3 0,3 0,2 0,08 0,03 0,01	1 0,85 0,85 0,75 0,75 0,75 0,75 0,7 0,7 0,3 0,25 0,25 0,08 0,03 0,01

Таким образом, севооборот в современном агроландшафте является надежной защитой почв от эрозии – основного источника загрязнения окружающей среды. С вымываемой и выдуваемой с полей почвой теряется огромное количество питательных веществ.

Положительное влияние севооборотов на урожайность сельскохозяйственных культур обусловлено, прежде всего, тем, что при правильном чередовании культур предотвращается одностороннее обеднение почвы элементами питания растений, более рационально используется продуктивная влага, содержащаяся в различных слоях почвы, предотвращается распространение злостных сорняков, прежде всего овсюга, а также вредителей и болезней. Бессменные посевы одной и той же культуры отрицательно сказываются на урожае в течение ряда лет, причем особенно сильно реагирует на такие посевы яровая пшеница. Бессменной называют сельскохозяйственную культуру, которую длительно возделывают на одном и том же поле. При таком положении очевидна необходимость чередования культур в севообороте. Период, в течение которого сельскохозяйственные культуры и пары проходят через каждое поле в последовательности, предусмотренной схемой севооборота, называется ротацией.

Организация территории при составлении системы севооборотов должна быть направлена на высокоэффективное использование почвы, обеспечивая при этом получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур с сохранением и восстановлением плодородия почв. Этого можно достичь, если на малоплодородных почвах возделывать малотребовательные к минеральному питанию культуры, но при этом меньше разрушающие структуру почвы. Все возделываемые культуры можно отнести к трем основным группам: слабо снижающие урожайность при уменьшении плодородия почв – многолетние травы, горох, озимая рожь и др.; средне снижающие урожайность – озимая пшеница, ячмень, овес, горохо-овсяная смесь и др.; сильно снижающие – сахарная свекла, картофель, подсолнечник, кукуруза, просо, яровая пшеница и др.

По соотношению групп культур, различающихся по биологическим особенностям, технологии возделывания, влиянию на плодородие почвы севообороты делят на зернопаровые, зернопаропропашные, зернотравяные, зернопропашные, зернотравяно–пропашные (плодосменные), пропашные, травяно–пропашные, сидеральные, травопольные. Тип и вид севооборота определяют по удельному весу преобладающей культуры.

В целом, положения о севооборотах можно систематизировать следующим образом:

1. Севооборот в связи с различной потребностью возделываемых культур в элементах питания и разной степенью участия их в накоплении в почве биологического азота и органического вещества обеспечивает более продуктивное использование и восстановление плодородия почвы.

2. При использовании севооборота улучшаются физические свойства почвы, повышается ее устойчивость против эрозии. Это объясняется различной мощностью, типом корневой системы, особенностями возделываемой культуры.

3. Севооборот обеспечивает более высокий уровень фитосанитарного состояния полей и снижает засоренность почвы и посевов. При чередовании культур изменяется и среда обитания болезнетворных организмов, часто приводя к их гибели. Различные культуры и приемы их возделывания создают неодинаковые условия для развития сорняков.

4. В условиях недостатка минеральных удобрений или при необходимости уменьшения их применения с целью производства экологически чистой продукции севооборот позволяет резко снижать затраты химических элементов питания без снижения урожайности. При недостатке или при полном отсутствии минеральных удобрений потребность в элементах питания можно полностью компенсировать за счет зеленых удобрений и навоза.

Охрана гумусового состояния почв. В системе земледелия сле­дует тщательно следить за изменением гумусового состояния почв. Органическое вещество как компонент плодородия почвы, играющий особую роль в почвообразовании, - важнейший фактор оздоровления почвы и эффективности системы земледелия.

Увеличение содержания органического вещества в почве способствует улучшению структуры и повышению водопрочности макроструктуры, уменьшение сопровождается ухудшением физических свойств почвы, прежде всего структуры и водопроницаемости, что способствует усилению процессов эрозии. Увеличение количества органического вещества в почве улучшает ее энергетические и экологические свойства.

Воспроизводство органического вещества в почве в современ­ных системах земледелия должно осуществляться на нормативно-расчетной основе. Создание бездефицитного баланса органического вещества - реальный путь оздоровления экологической обстановки и охраны почвы от разрушения и деградации.

Почвозащитная роль обработки почвы. В комплексе почвозащитных мероприятий наиболее важная роль принадлежит системам и способам обработки почвы. Система отвальной обработки почвы на землях, не подверженных эрозии, позволяет создать благоприятную экологическую обстановку посевов и почвы, эффективна в борьбе с вредными организмами, создает оптимальное сложение корнеобитаемого слоя почвы, устраняет дифференциацию, усиливает жизнедея­тельность микроорганизмов и т.д. На защиту почв от ветровой (де­фляции) и водной эрозии положительно влияют безотвальная (плоскорезная) и другие обработки. Наиболее эффективны для охраны почвы от разрушения и улучшения экологической обстановки сочета­ния отвальной, плоскорезной и минимальной обработки в системе севооборота.

Применение средств химизации (удобрений и пестицидов).Применение органических и минеральных удобрений – одно из основных условий повышения урожайности сельскохозяйственных культур, а также важное звено технологий их выращивания. Но, признавая исключительно важную роль агрономической химии в увеличении производства продуктов питания для человека и кормов для животных, улучшении качества продукции, а в целом и в повышении эффективности аграрного производства, нельзя не отметить, что те же самые химические средства при неправильном их использовании могут оказывать и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Основными причинами загрязнения окружающей среды удобрениями считают несовершенство организационных форм, а также технологий транспортировки, хранения и применения удобрений, нарушение агрономической технологии их внесения в севообороте и под отдельные культуры, несовершенство самих удобрений, их химических, физических, механических и других свойств.

К основным негативным экологическим последствиям интенсивного применения средств химизации в сельском хозяйстве относятся следующие:

- загрязнение атмосферы газообразными соединениями азота;

- накопление в сельскохозяйственных растениях нитратов, нитритов нитрозоаминов, способных оказывать токсическое и канцерогенное действие на животных и человека;

- накопление в почве фтора, радиоактивных элементов, тяжелых металлов и других токсикантов, присутствующих в виде примесей в минеральных удобрениях, мелиорантах и отходах промышленности и коммунального хозяйства, используемых в качестве удобрений;

- глобальная миграция персистентных пестицидов и загрязнение ими окружающей среды;

- аккумуляция пестицидов в экологической системе и целях питания;

- появление резистентных форм вредителей и гибели полезных организмов;

- отдаленные последствия, связанные с генетическими и патологическими воздействиями средств химизации сельского хозяйства на животных и человека.

Для предупреждения загрязнения почв, вследствие нарушения режима питания (избытка или недостатка), необходимо осуществление и поддержание хорошей обеспеченности доступным фосфором и калием верхнего 20 см слоя почвы и обязательный контроль содержания макро- и микроэлементов в почве.

Для предупреждения химического, биологического загрязнения почвы необходимо:

• использование в качестве удобрения твердых и жидких отходов-продуктов общественно-экономической деятельности только в соответствии с рекомендациями и инструкциями

• использование ядохимикатов под строгим контролем, расширение биологических методов борьбы с болезнями и вредителями

• хранение удобрений, ядохимикатов, нефтепродуктов или выбрасывание различных отбросов, которые могут привести к загрязнению почв только в специально выделенных для этого зонах

• выявление наличия еще не использованных отходов, неконтролируемая очистка которых может ухудшить качество почв или других составных частей окружающей среды.

Особое внимание должно быть уделено применению пестицидов, на долю которых приходится около 2% общего загрязнения окружающей среды. При интенсивных технологиях необходимо:

- отдавать преимущества малотоксичным, быстро разлагающимся пестицидам;

- чередовать в севообороте контактные и системные препараты.

Снизить пестицидную нагрузку поможет точное следование инструкции (увлажненное протравливание семян) перед посевом.

Для предотвращения загрязнения почвогрунтов и грунтовых вод на орошаемых почвах под корнеобитаемым слоем рекомендуется разрабатывать грунтовые прослойки, состоящие из бетонита, клиноптиллолита, углещелочных соединений, лигносодержащих веществ и металлсиликона.

Предупреждение загрязнения почв можно достигнуть за счет сочетания применения минеральных удобрений с химическими средствами защиты растений.

Время внесения (сезон года) удобрений также влияет на интенсивность разложения гербицидов. Осеннее внесение в почву аммонийных удобрений, мочевины и серы совместно с гербицидами ускоряет разложение последних вследствие активизации микробиологических процессов и усиления обменных процессов в растениях. Органические добавки и фосфорные удобрения также ускоряют процесс разложения 2М-Х и 2,4-Д.

Микроудобрения, содержащие медь, цинк, марганец, ускоряют распад фосфорорганических инсектицидов, а бор и молибден – тормозят.

Добавка уксуснокислого цинка положительно действует на процесс разложения дилэлдрина и эндрина, сокращая время полураспада с 6 лет до 6 месяцев.

Биологическая деструкция осуществляется интенсивнее в случае присутствия в почве одного пестицида.

Скорость детоксикации пестицидов увеличивается с повышением температуры, чему способствует мульчирование поверхности.

В теплицах скорость детоксикации возрастает при добавлении биологически активных грунтов из торфа, представляющих собой комплекс микроорганизмов.

Ускоряется распад пестицидов (например, 2,4-Д, 2,4,5-Т) и под действием ультрафиолета. В водной среде разложение некоторых пестицидов ускоряется в результате применения ультразвука.

Существует методика очистки почв от остаточных количеств пестицидов с помощью растений, носящая название деконтаминации. Такие культуры, как кукуруза, люпин, рапс до 90 дней очищают почву от атразина, линурона, трифлурамина на 40-95%.

Снижение фитотоксичности гербицидов достигается и при внесении в почву адсорбентов:

- активированного угля;

- неорганических солей;

- ионно-обменных смол;

- глин;

- соломы;

- торфа;

- зеленых удобрений;

- навоза.

Активированный уголь еще и играет роль антидотов– веществ, повышающих устойчивость растений к токсикантам.

В случае высокого загрязнения почву складируют, транспортируют и обрабатывают в био- и хемореакторах, после детоксикации возвращают на место.

Иногда практикуют «отдых» почв, когда изымаются некоторые почвы из сельскохозяйственного оборота на некоторое время для восстановления плодородия и самоочищающей способности.