Охрана почв от загрязнения пестицидами

ВОПРОС 4. Химическое загрязнение и детоксикация почв

ВОПРОС 3. Применение удобрений и охрана почв

ВОПРОС 2. Защита почв от деградации химических свойств

Таблица 1 (ЗАПИСАТЬ)

Содержание гумуса в почвах Краснодарского края под естественной и культурной растительностью

Почвы	Глубина, см	Гумус в почве под растительностью, %	Снижение гумуса, %
естественной	культурной
Черноземы типичные	0-30 30-40 40-50	5,3 4,8 3,8	4,5 3,9 3,6
Черноземы обыкновенные	0-30 30-40 40-50	4,2 3,6 2,9	3,9 3,4 2,8
Черноземы южные	0-30 30-40 40-50	3,2 2,0 1,2	2,8 1,8 1,1

Сохранение гумуса и обеспечение его устойчивости требует применения очень высокой культуры земледелия, что проявится в резком повышении урожайности возделываемых культур.

В историческом аспекте проблемы деградации химических свойств изменились.

В 70 – 80 годы XX–го века существовали проблемы, связанные с негативным воздействием высоких доз минеральных удобрений - изменение кислотно-основных свойств почв;

-загрязнение почв балластными веществами;

Страны	Средние дозы минеральных удобрений, кг/га (д. в.)	Средний урожай, ц/га
N	P	K
Австрия	79,3	38,1	44,5	54,0
Болгария	31,6	2,7	4,2	19,6
Великобритания	221,0	64,0	79,6	73,2
Германия	148,5	35,1	54,6	62,8
Нидерланды	418,0	70,1	81,3	83,0
Россия	8,4	2,7	3,1	13,0
Украина	18,4	3,6	5,3	20,1
Швеция	71,5	17,4	19,2	49,3

-непроизводительные потери минеральных удобрений из корнеобитаемого слоя почвы, что вызывало загрязнение грунтовых вод).

Таблица 2- Дозы минеральных удобрений и урожай зерновых в некоторых странах Европы 1995-1997 (В.Г. Минеев, Т.Н. Болышева, 2002, с. 236)

Вместе с тем изменения почвенного плодородия имели разнонаправленный характер. С одной стороны улучшался пищевой режим, с другой – в ряде случаев происходило ухудшение некоторых свойств почв: снижались содержание гумуса, микробиологическая активность, физико-химические и физические показатели. Высокие дозы минеральных удобрений и мелиорантов способствовали накоплению в почве некоторых токсичных соединений, о чем пойдет речь в соответствующем разделе

Во второй половине 90–х акцент сменился в сторону проблем, связанных с недостаточным применением минеральных и органических удобрений, а также мелиорантов.

Последнее десятилетие характеризовалось практически экстенсивным использованием земельных ресурсов – вынос основных питательных макро- и микроэлементов часто превышал поступление их в почву, в результате чего на пашне страны сложился резко отрицательный баланс NPK. При сохранении существующей ситуации с применением удобрений, агрохимические свойства и плодородие почв будут и в дальнейшем ухудшаться, что может привести к необратимым последствиям, связанным с деградацией почв.

В какой-то степени этому способствует насыщение севооборотов пропашными культурами. Для достижения уравновешенного и положительного баланса гумуса во всех зонах страны необходимо максимально использовать все виды органических удобрений, с учетом особенностей каждой м естности: навоз, навозные стоки, торф и компосты на его основе, солома, сидераты, сапропель, отходы коммунального хозяйства и промышленности, При этом следует осуществлять контроль их состава, а при необходимости – очистку от вредных веществ.

В настоящее время для предотвращения развития деградационных процессов в почвах, оптимизации режима питательных макро- и микроэлементов необходимо, прежде всего, реализовывать системы удобрений в земледелии страны.

Ведение интенсивного земледелия невозможно без применения удобрений в целях поддержания и увеличения плодородия почв. Помимо обеспечения минеральными и органическими удобрениями зерновых, пропашных и технических культур, требуются подкормки лугов и пастбищ. Химизация сельского хозяйства должна быть грамотным мероприятием и не допускать избыточных внесений удобрений и мелиорантов, приводящих к их потерям и загрязнению почв и грунтовых вод. Постоянно ведутся исследования по совершенствованию систем удобрений под разные культуры, поиск новых форм, преимущественно сложных (комплексных), уточняются оптимальные дозы, сроки внесения и видыудобрений.

Избыток азотных удобрений нежелателен, так как азот снижает устойчивость растений к пониженным температурам. Кроме того, нитратная форма азота не сорбируется почвой, легко вымывается и попадает в грунтовые воды, а это не допустимо, так как ПДК азота нитратов в питьевой воде не превышает 10 мг/л. Источником избытка аммиачного азота в почве служат отходы животноводства и городские сточные воды, которые могут создавать очаги аномально высокого содержания азота и фосфора.

Перспективный путь решения азотной проблемы – культивирование биологических источников азота путем расширения площадей посева бобовых культур (горох, соя, нут, вика люцерна, клевер и др. ), накапливающие азот.

Главная проблема применения фосфорных удобрений заключается в присутствии в них балластных соединений. В суперфосфате, даже в гранулированном, содержится до 80% гипса, который полезен лишь для солонцовых почв. Иногда в суперфосфате присутствуют токсичные соединения кадмия и фтора, унаследованные от некоторых апатитов. В связи с низкой растворимостью почвенных соединений фосфора в пахотном слое получаем зафосфачивание почв.

Из калийных удобрений наиболее распространен хлорид калия. Его применение ведет к накоплению в почве ионов хлора, который неблагоприятен для ряда с.-х. культур и совсем не желателен для почв южных регионов (зоны черноземов южных и каштановых почв сухой степи). Здесь лучше использовать калийную селитру и сульфат калия.

Применение избыточных количеств удобрений недопустимо ещё и потому, что возникает опасность ухудшения качества продуктов питания и загрязнения сопряженных с почвой атмосферы и природных вод.

Под загрязнением почвы понимают поступление на её поверхность, а затем и в её толщу загрязнителей, не разлагаемых в процессе самоочищения и потому вызывающих изменения физических, химических и биологических характеристик (Н.Ф. Реймерс, А.В. Яблоков, 1982, с. 47). Загрязнение может быть природным, происходящим вне влияния человека (например, извержение вулкана, селевый поток и т. п.) и антропогенным, обусловленным хозяйственной деятельностью, которое, обычно, и имеется в виду при обсуждении проблем загрязнения.

В настоящее время известно много видов загрязнения, вызванных различными загрязняющими веществами: пестицидами, канцерогенными углеводородами (бенз(а)пирен), нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами

Загрязнение почв происходит разными путями: в форме атмосферных выпадений, вследствие химизации сельского и лесного хозяйства, за счет коммунальных отходов, отвалов, свалок, строительного мусора, разливов нефти и т. д.

Пестициды (ПЕРЕЧИСЛИТЬ БЕЗ ЗАПИСИ)– это ядохимикаты по борьбе с сорняками (гербициды), с грибковыми болезнями растений (фунгициды ), с бактериями (бактерцциды), с вредныминасекомыми (инсектициды), грызунами (зооциды), моллюсками (лимациды), с круглыми червями (нематоциды), с тлями (афициды). К гербицидам относятся также арборициды, применяемые дляуничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности. Близки к ним и химические средства стимулирования и торможения роста растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и подсушивания растений (десиканты)

Пестициды широко применяются в сельском хозяйстве и сохраняют более 30% урожая.

Самую обширную группу веществ среди пестицидов как по масштабам практического применения (40-50%), так и по ассортименту (40%) составляют гербициды. С помощью гербицидов удается при малых затратах и в относительно короткий срок снизить засоренность полей на 70-95%, что оказывает благоприятное влияние на режим питательных веществ в почве, повышает эффективность использования органических и минеральных удобрений. По мнению специалистов сельского хозяйства (Овчинникова М.Ф., 1987, с. 5), без гербицидов невозможен переход на индустриальную систему земледелия. Они являются хорошим дополнением к системе агротехнических мер в борьбе с сорняками.

Признавая несомненный положительный эффект применения пестицидов, следует учитывать возможное побочное их действие на другие природные экосистемы.

При обработке посевов пестицидами основная часть их накапливается на поверхности почв и растений.

Наибольшее применение до первой половины 90-х годов находили пестициды группы органических соединений: хлорированные углеводороды (гексахлоран и др.), диены (альдрин, севин и др.), сложные эфиры фосфорных кислот карбаматы (карбин, тиллами др.), замещенные мочевины (фенурон, монурон и др.).

Часть пестицидов улетучивается, какое-то количество их подвергается фотолизу (разложение под действием ультрафиолета солнечных лучей). Проникая в почву, пестициды сорбируются органическими и минеральными коллоидами; сорбция их обратима.

Основными почвенными свойствами, определяющими их поглотительную способность, являются содержание гумуса, гранулометрический и минералогический состав. Поэтому для получения одинакового гербицидного действия на почвах тяжелого состава требуется больше препаратов, чем на легких. Адсорбция гербицидов почвой в значительной мере зависит также и от внешних условий, таких как рН, температура, влажность. Так, сухая почва адсорбирует больше токсикантов по сравнению с влажной, при этом способность к десорбции снижается. Влияние температуры обусловлено тем, что адсорбция экзотермический процесс, поэтому при повышении температуры адсорбция уменьшается. Величина рН может влиять на свойства пестицидов и их сорбируемость: подкисление среды повышает их адсорбцию, а уменьшение кислотности при известковании, напротив, снижает.

Накопление остатков пестицидов в почве, прежде всего, зависит от свойств токсиканта. Наиболее стойкие – хлорорганические соединения и группа диенов. Они сохраняются в почве несколько лет. Кроме того, чем больше доза, тем длительнее сохраняется токсикант. Фосфорорганические соединения и производные карбомидной кислоты теряют свою токсичность менее чем за 3 месяца и при распаде не образуют токсичных метаболитов что делает эти соединения предпочтительными.

Избыток токсикантов может мигрировать с нисходящим гравитационным потоком и попасть в грунтовые воды. Накапливаясь в почве, они могут передаваться по пищевым цепям и вызывать заболевания животных и людей.

При внесении пестицидов авиаметодами возможно попадание их в почвы на больших площадях. Многие биоциды и их метаболиты обнаруживаются там, где их никогда не применяли (например, в Антарктиде).

Процессы естественной детоксикации идет активнее там, где наиболее интенсивны преобразование и минерализация органических веществ.

Одно из основных условий охраны почв от загрязнения пестицидами – создание и применение менее токсичных и менее стойких соединений, а также уменьшение их доз внесения в почву.

Полная детоксикация биоцидов происходит лишь при их распаде на нетоксичные компоненты. Этому способствуют реакции окисления, восстановления и гидролиза. Наиболее активная роль в разложении принадлежит микроорганизмам, которые используют для своей жизнедеятельности углерод, азот, фосфор, калий входящие в составе пестицидов.

Охрана почв от избытка токсичных веществ (в том числе из удобрений) должна включать такой аспект, как применение гранулирования форм субстратов, комплексных форм соединений; кроме того, необходимо использовать правильные технологии внесения удобрений, соблюдение правил хранения и транспортировки. Всё это предохраняет почвы от избытка агрохимикатов.

Дата добавления: 2013-12-13