Розділ 9 агроекологія

У роздіді формується уявлення про агроекологію, галузь еколлогії, що розглядає взаємозв’язки у межах агроекосистем.

Мета: сформувати цілісне уявлення про агроекологію, сприяти цілісному розумінню проблем. що пов’язані зі збереженням та підвищенням продуктивності сільськогосподарчих систем.

Основна ідея: сучасне сільське господарство ведеться неоптимальним чином; наслідком цього є низка загрозливих процесів, що загрожують можливості забеспечувати людство необхідною для нього продукцією. Виходом є науково обґрунтовані зміни технологій, що застосуються у сучасних агроекосистемах.

Смислові зв’язки: екологічні проблеми землеробства — агроекологічний захист — агротехнології.

Ключові терміни: агроекологія, спустелювання, водна та вітрова ерозія, виснаження ґрунту, фітомеліорація, пестициди, добрива, оптимізація агросистем.

9.1. Агроекологія як окремий розділ екології

Термін «агроекологія» похідний від грецького «агрос» (поле) і вже знайомого «екологія». Він означає розділ загальної екології, основною одиницею дослідження якого є агроекосистема — сукупність взаємодіючих організмів та

абіогенних чинників у межах однорідного простору конкретного сільськогосподарського угіддя.

Агроекологія — наука, що вивчає взаємини організмів з біогенними та абіогенними чинниками довкілля у процесі сільськогосподарського виробництва. Найважливіша мета цієї галузі людських знань полягає в обґрунтованому прагненні розробити такі методи агрокультури, які, на відміну від традиційного землеробства, забезпечували б не тільки високу продуктивність ланів, а й отримання екологічно чистої (безпечної для здоров’я людини) сільськогосподарської продукції з найменшими витратами невідновлюваних видів енергії, сприяли б покращенню стану земельних угідь та інших складових природного довкілля. Таку систему землеробства називають по-різному: «екологічна», «біологічна», «альтернативна», рідше — «природна», «ландшафтна» тощо.

9.2. Основні екологічні проблеми сучасного землеробства

Незалежно від назви, зазначена вище мета конче необхідна, адже незважаючи на відповідні позитивні досягнення у деяких регіонах нашої планети, все ж у більшості з них існують значні за обсягами та наслідками проблеми з тенденцією до збільшення.

Перша серед них — опустелювання. Це — один з найбільш вражаючих глобальних проявів деградації ґрунту, погіршення його властивостей, що зовні проявляється його втратою на значній площі суцільного живого покриву. Опустелювання більше відбувається в умовах посушливого клімату, переважно під впливом надмірного випасання, вирубування лісів, інтенсивного зрошення (що призводить до засолення ґрунту), будівництва доріг та іншої господарської діяльності. Природні пустелі та напівпустелі займають майже 1/3 всього суходолу планети. Площі, опустелені людиною, становлять близько 7 % цього простору, але під загрозою такого опустелювання — ще майже 20 % суходолу Землі. Цей процес триває на Південному заході та на Півдні Азії, в Африці (особливо в її північній частині, де розташована найбільша у світі пустеля Сахара, що продовжує розширюватись), в Австралії, у деяких країнах Американського континенту, частково — в Європі. Опустелені землі бувають кам’янистими, піщаними, глинистими, солончакуватими тощо.

В Україні антропогенне (створене людиною) піщане опустелювання відбувалось окремими «островами» та пасмами, розташованими уздовж морських берегів і деяких

8

річок. Проте найбільший піщаний масив (Нижньодніпровські, або Олешківські піски) зосереджений на лівому березі Дніпра — від Каховки до Чорного моря, включно з Кінбурзькою косою. Довжина його — близько 180 км, найбільша ширина — понад 30 км. В Античні часи ці піски були вкриті потужними сосновими лісами. Напевно, крім іншого, саме через це «батько історії» Геродот, ознайомившись ще у IV ст. до н. е. з ними та іншими лісовими масивами Північного Причорномор’я, зазначив, що він би назвав цю країну «Гілея» (Лісиста).

Антропогенно опустеленою є поверхня звалищ розкривної та пустої породи, зосереджених навколо шахт, кар’єрів, а також шлаків, золовідвалів і подібних матеріалів поблизу електростанцій та інших підприємств. Ці утворення лишаються оголеними (самостійно не покриваються рослинністю) 5—8 і навіть 30—40 років, являючи собою надто сумну картину. Зовсім не випадково такі смітники називають «місячними пейзажами». Тим часом вони піддаються значній водній та вітровій ерозії, забруднюючи за рахунок цього великі площі довкілля, у тому числі сільськогосподарські угіддя, знижуючи їх урожайність та якість продукції. Ці звалища мають чималий вміст шкідливих для здоров’я людини хімічних сполук, важких металів і підвищену радіоактивність. Ними покрито вже понад 4 % площі України.

Досить небезпечною за небажаним впливом на довкілля є проблема ерозії ґрунту (ерозія — від латинського erodere — роз’їдати). Це процес руйнування, а у крайніх випадках — цілковитого знищення ґрунтового покриву зовнішніми негативними чинниками, що на певних ділянках може призвести до проявів ознак опустелювання. Розрізняють водну та вітрову ерозії.

Водна ерозія — розмивання та змивання ґрунту (у першу чергу верхнього, найродючішого шару) під час сильних дощів, злив, інтенсивного танення снігу, надмірного поливання («переполивання») і т. ін. Крайній прояв водної ерозії ґрунту — утворення яру. Отже, якщо при змиванні лише зменшується потужність ґрунту (і через це знижується його родючість), при утворенні яру частина поля знищується цілком. Замість нього утворюється каньйон із майже вертикальними стінами, без рослинного покриву, який поступово поглиблюється й розширюється, поглинаючи нові ділянки поля. Чим більше енергія опадів, крутіше схил і чим менше на ньому рослинності, тим сильніше проявляються ерозійні процеси. Ще давньогрецький філо-

8

соф Платон (IV ст. до н. е.) дійшов висновку, що ерозійна руйнація гір відбувається якраз через інтенсивне вирубування лісу на їх схилах. В Україні водна ерозія поширена на площі понад 13 млн га, призводячи до зниження урожайності сільськогосподарських культур та значних економічних збитків. Вважається, що лише від водної ерозії втрати гумусу становлять на Поліссі — 2,4 млн т, у лісостеповій зоні — 10,3 млн т, у степовій зоні — 11,0 млн т (у середньорічному обчисленні).

Вітрова ерозія (інакше — дефляція, від латинського deflare — здувати) — видування верхнього шару ґрунту під час сильного вітру, бурі, урагану, коли часточки ґрунту відриваються від поверхні землі й переносяться на великі відстані. Таке можливе, коли ґрунт надто сухий, розпилений і позбавлений рослинного покриву або коли щойно з’явилися сходи культурних рослин. Отже, чим швидший вітер і чим менше рослинного покриву на конкретному полі, тим інтенсивніша ерозія. При видуванні ґрунту оголюються корені рослин, що призводить до їх значного ослаблення або загибелі. Проте в укритих од вітру місцях пил відкладається більш або менш товстим шаром, пригортаючи бруньки, окремі пагони чи повністю рослини і, отже, завдаючи іноді значних збитків для господарств. У лісосмугах такі відклади (у вигляді «заметів»), витягнуті уздовж насадження, мають висоту переважно 0,2—1,0 м, але деінде сягають 2 м і навіть більше! Такі «намети» називають ще «еоловими відкладами» (від слова «Еол»; у давньогрецькій міфології Еол — володар, повелитель вітрів). Крайні прояви вітрової ерозії ґрунту — пилові, або «чорні бурі». В Україні найчастіше вони трапляються в березні (бувають у другій половині лютого та в квітні, а деколи і в інші місяці), «відвідують» степову зону, рідше — лісостепову. Остання величезна чорна буря, що охопила всю степову зону України та значні площі її Лісостепу, сталась у 1969 році (тривала більше місяця).

Інша проблема, що має глобальний характер, — засолення ґрунту. Це — процес накопичення в його верхніх горизонтах солі (карбонату натрію, хлоридів, сульфатів і т. ін.) у кількості, що згубно впливає на культурні рослини. Природне засолення (спричинене засоленістю ґрунтотвірної породи, принесенням солей ґрунтовими та поверхневими водами тощо) називають первинним, а спричинене діяльністю людей (антропогенне) — вторинним. У світі від антропогенного засолення потерпає майже 50 % площі зрошуваних земель на всіх континентах (певна річ, крім Антарктиди). В Україні

цей показник становить близько 10 %. Вторинне засолення утворюється через надмірне поливання, а також унаслідок фільтрації (просочування) води зі зрошувальних систем. Чим вищий вміст легкорозчинних солей у ґрунті, тим нижчий урожай сільськогосподарських культур. При певній високій їх концентрації (у кожного виду рослин — різна критична межа) вирощування культурних рослин неефективне або й зовсім неможливе. Такі сільськогосподарські угіддя виводяться з використання.

Підтоплення та заболочування — ще одна проблема землеробства. Це — такі зміни гідрологічного режиму території, що призводять до збільшення обводненості ґрунту з несприятливими наслідками для життєдіяльності культивованих рослин. Підтоплення відбувається внаслідок підвищення рівня ґрунтових вод через природні та техногенні причини. Такі та потенційно підтоплені території становлять 30 % усієї площі України. У такому стані вже перебуває близько 120 тис. га земель сільськогосподарського призначення. Основні причини цих негараздів — надмірна зарегульованість водних басейнів. Загалом в Україні побудовано 1100 найрізноманітніших водосховищ — від Кременчуцького чи Каховського (двох найбільших) до найменшого ставка сільськогосподарського або технічного використання. Причина підтоплення — і надмірне поливання орних земель, і скорочення площі природної рослинності (деревної, чагарникової, трав’янистої), й осідання ґрунту над місцями підземного видобування корисних копалин, і багато інших причин. Постійне перезволоження та застій води по всьому ґрунтовому профілю, включно з найвищим горизонтом, призводить до заболочування ґрунту. Це явище на більших чи менших площах спостерігається в усіх регіонах України, проте найпоширеніше воно на Поліссі.

Вельми відчутною проблемою сучасного землеробства є забруднення довкілля пестицидами (від латинських pestis — зараза, руйнування та caedere — убивати). Цим терміном позначають сукупність препаратів хімічного, рідше біологічного походження, які використовують переважно для боротьби зі шкідниками, бур’янами, хворобами тварин і рослин. У процесі їх застосування найчастіше обприскують рослини (при цьому значна частина хімікату потрапляє на ґрунт). В інших випадках певну речовину при застосуванні загортають безпосередньо в ґрунт або роблять нею передпосівну обробку насіння чи практикують фумігацію (обкурювання газоподібним пестицидом) саджанців та іншого посадкового матеріалу.

Препарати, які використовують у боротьбі з бур’янами, називають гербіцидами. Проти шкідливих комах застосовують інсектициди, проти грибів — збудників хвороб — фунгіциди, проти збудників хвороб бактеріального походження — бактерициди. Із рослиноїдними кліщами борються акарицидами, з нематодами, що паразитують на рослинах, — нематоцидами і т. ін.

Потрапляючи у ґрунт, ці хімікати згубно впливають на його живе населення — мікроорганізми, дощових червів та інших представників корисної фауни, загалом зменшуючи біологічну активність ґрунту та знижуючи його родючість. Наприклад, для мікроорганізмів ґрунту найнебезпечнішими є фунгіциди, найменш згубними — гербіциди. Небезпека посилюється тим, що ці сполуки (принаймні деякі з них) можуть зберігатися у ґрунті багато років. Нині відомо, що навіть найменші їх концентрації можуть бути небезпечними для організмів, у тому числі для людини. Доведено, що малі концентрації пестицидів у багатьох випадках пригнічують імунну систему організму, а дещо більші — часто мають алергенну, канцерогенну та мутагенну власти- вості.

Незалежно від назви, хімічної сутності пестициду та способу застосування частина його найрізноманітнішими шляхами (найчастіше — через ґрунт, рослини, ґрунтові води) врешті може потрапити до тварини та організму людини, особливо при передозуванні, недбалому зберіганні, необережному поводженні під час роботи з ним і при недотриманні правил безпеки. Саме тому не є випадковою та обставина, що у місцях, де найбільше у сільському господарстві використовують отрутохімікатів, найгірше здоров’я у людей.

Зазначені проблеми призводять зрештою до виснаження ґрунту — збіднюють його на вміст гумусу, а отже, на елементи живлення рослин, знижують біологічну активність. Гумус — темно забарвлена високомолекулярна органічна речовина, що утворилась при розкладанні решток рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів. Чим більше у ґрунті гумусу, тим кращі його фізико-хімічні властивості, вища його родючість. Уміст його у різних ґрунтах не однаковий: від 1,5—2,0 % на бідних дерново-підзолистих різновидах до 10 і навіть 12 % на незайманих чорноземах. Протягом останнього століття в Україні відбувалася дегуміфікація ґрунтів — зниження вмісту гумусу (на 1/4—1/3 від природного вмісту).