Комитет по образованию и науке администрации г.Перми

Лицей №1 при Пермском государственном техническом университете

Отделение Промышленной экологии

ОТЧЕТ ОБ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РЕФЕРАТИВНОЙ РАБОТЕ на тему Экология почвы

Научные руководители:

А.Г. Миков
Старший науч. сотрудник

Т. В. Сентебова
Исполнитель, учащийся 108А класса

В. В. Яковина

Пермь 2000

РЕФЕРАТ

Отчет 32 с., 5 табл., 7 источников.

ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ, ПЛОДОРОДИЕ, МЕЛИОРАЦИЯ, ВТОРИЧНОЕ ЗАСОЛЕНИЕ,
ПЕСТИЦИДЫ, ЭРОЗИЯ, КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ, pH, ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, НЕФТЕПРОДУКТЫ,
ГИГИЕНА ПОЧВЫ, ОТХОДЫ, ДЕГРАДАЦИЯ.

Объектом исследования является почва, а, именно, та часть ее, которая связана с деятельностью человека.

Цель работы – классифицировать виды загрязнения и воздействия на почву, ведущие к ее деградации, и представить некоторые продуктивные методы по повышению плодородия почвы, а также способы утилизации основных видов загрязнителей – твердых, жидких и радиоактивных отходов.

Работа может использоваться как в учебных целях, так и на практике для использования приведенных методов повышения почвенного плодородия. (Так, например, приведенные цифры по внесению определенного соотношения почвенных удобрений могут активно использоваться при выращивании каких-либо пищевых культур).

CОДЕРЖАНИЕ

Введение….……………………………………………………………………………………4

1. Почвенный покров и его использование…………………………………………………5

2. Интенсификация земледелия. Мелиорация и ее последствия…………………………..8

2.1. Орошение. Борьба с вторичным засолением почвы…………………………………...8

2.2. Осушение почвы………………………………………………………………………..10

2.3. Применение удобрений. Пестициды………………………………………………….11

3. Эрозия почв (водная и ветреная) и методы борьбы с нею……………………………..13

4. Промышленное загрязнение почвы……………………………………………………..15

4.1. Кислотные дожди………………………………………………………………………15

4.2. Тяжелые металлы……………………………………………………………………….17

Свинцовая интоксикация……………………………………………………………...……17

4.3. Земельные отношения: зарубежный опыт регулирования…………………………..19

5. Загрязнение нефтепродуктами…………………………………………………………..21

6. Гигиена почвы. Обезвреживание отходов………………………………………………23

6.1. Роль почвы в обмене веществ…………………………………………………...……..23

6.2. Экологическая взаимосвязь между почвой и водой и жидкими отходами

(сточными водами)…………………………………………………………………………..…24

6.3. Пределы нагрузки почвы твердыми отходами (бытовой и уличный мусор, пром. отходы, сухой ил после осаждения сточных вод, радиоакт. вещества)….………..…24

6.4. Роль почвы в распространении различных заболеваний………………………….…26

6.5. Вредное действие основных типов загрязнителей (твердых и жидких отходов), приводящих к деградации почвы…………………………………………………………...…26

6.5.1. Обезвреживание жидких отходов в почве…………………………………….……26

6.5.2. Обезвреживание в почве твердых отходов…………………………………..……..27

6.5.2.1. Сбор и вывоз мусора…………………………………………………………….…28

6.5.2.2. Окончательное удаление и обезвреживание……………………………………...28

6.6. Удаление радиоактивных отходов…………………………………………………….29

Заключение……………………………………………………………………………..……31

Список использованных источников……………………………………………………....32

ВВЕДЕНИЕ

Определенная часть почв как в России, так и во всем мире с каждым годом выходит из сельскохозяйственного обращения в силу разных причин, подробно рассмотренных в УИР. Тысячи и более гектаров земли страдают от эрозии, кислотных дождей, неправильной обработки и токсичных отходов. Чтобы избежать этого, нужно ознакомиться с наиболее продуктивными и недорогими мелиоративными мероприятиями (Определение мелиорации см. в основной части работы), повышающими плодородие почвенного покрова, а прежде всего с самим негативным воздействием на почву, и как его избежать.

Эти исследования дают представление о вредном воздействии на почву и проводились по ряду книг, статей и научных журналов, посвященных проблемам почвы и защите окружающей среды.

Сама проблема загрязнения и деградации почв была актуальна всегда.
Сейчас к сказанному можно еще добавить, что в наше время антропогенное влияние сильно сказывается на природе и только растет, а почва является для нас одним из главных источником пищи и одежды, не говоря уже о том что мы по ней ходим и всегда будем находиться в тесном контакте с ней.

ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ [1, c. 9]

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его значение для жизни общества определяется тем, что почва является основным источником продовольствия, обеспечивающим 97—98% продовольственных ресурсов населения планеты. Вместе с тем, почвенный покров является местом деятельности человека, на котором размещается промышленное и сельскохозяйственное производство.

Выделяя особую роль продовольствия в жизни общества, еще В. И. Ленин указывал [2]: “Настоящие основы хозяйства — это продовольственный фонд”.

Важнейшее свойство почвенного покрова — его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы регулируется запасом питательных веществ в почве и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Велика роль почвенного покрова в продуктивности наземных экологических систем, так как почва питает сухопутные растения водой и многими соединениями и является важнейшим компонентом фотосинтетической деятельности растений. Плодородие почвы зависит и от аккумулированной в ней величины солнечной энергии. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- или зоомассы.
Продуктивность наземных экологических систем зависит от теплового и водного баланса земной поверхности, которым определяется многообразие форм обмена материей и веществом в пределах географической оболочки планеты.

Анализируя значение земли для общественного производства, К. Маркс выделял два понятия: земля-материя и земля-капитал. Под первым из них следует понимать землю, возникшую в процессе ее эволюционного развития помимо воли и сознания людей и являющуюся местом поселения человека и источником его пиши. С того момента, когда земля в процессе развития человеческого общества становится средством производства, она выступает в новом качестве—капитала, без которого немыслим процесс труда, “...потому что она дает рабочему... место, на котором он стоит..., а его процессу—сферу действия...” [3]. Именно по этой причине земля является универсальным фактором любой человеческой деятельности.

Роль и место земли неодинаковы в различных сферах материального производства, прежде всего в промышленности и сельском хозяйстве. В обрабатывающей промышленности, в строительстве, на транспорте земля является местом, где совершаются процессы труда независимо от естественного плодородия почвы. В ином качестве выступает земля в сельском хозяйстве. Под воздействием человеческого труда естественное плодородие из потенциального превращается в экономическое. Специфика использования земельных ресурсов в сельском хозяйстве приводит к тому, что они выступают в двух различных качествах, как предмет труда и как средство производства. К. Маркс отмечал:
“Одним только новым вложением капиталов в участки земли... люди увеличивали землю-капитал без всякого увеличения материи земли, т. е. пространства земли” [3, т. 4, с. 176].

Земля в сельском хозяйстве выступает в качестве производительной силы благодаря своему естественному плодородию, которое не остается постоянным.
При рациональном использовании земли такое плодородие может быть повышено за счет улучшения ее водного, воздушного и теплового режима посредством проведения мелиоративных мероприятии н увеличения содержания в почве питательных веществ. Напротив, при нерациональном использовании земельных ресурсов их плодородие падает, вследствие чего происходит снижение урожайности сельскохозяйственных культур. В некоторых местах возделывание культур становится вовсе невозможным, особенно на засоленных и эродированных почвах.

При низком уровне развития производительных сил общества расширение производства продуктов питания происходит за счет вовлечения в сельское хозяйство новых земель, что соответствует экстенсивному развитию сельского хозяйства. Этому способствуют два условия: наличие свободных земель и возможность ведения хозяйства на доступном среднем уровне затрат капитала на единицу площади. Такое использование земельных ресурсов и ведение сельского хозяйства типичны для многих развивающихся стран современного мира.

В эпоху НТР произошло резкое разграничение системы ведения земледелия в промышленно развитых и развивающихся странах. Для первых характерна интенсификация земледелия с использованием достижений НТР, при которой сельское хозяйство развивается не за счет увеличения площади обрабатываемой земли, а благодаря увеличению размеров капитала, вкладываемого в землю.
Известная ограниченность земельных ресурсов для большинства промышленно развитых капиталистических стран, увеличение спроса на продукты земледелия во всем мире в связи с высокими темпами роста населения, более высокая культура земледелия способствовали переводу сельского хозяйства этих стран еще в 50-е годы на путь интенсивного развития. Ускорение процесса интенсификации сельского хозяйства в промышленно развитых капиталистических странах связано не только с достижениями НТР, но главным образом с выгодностью вложения капитала в сельское хозяйство, что сконцентрировало сельскохозяйственное производство в руках крупных землевладельцев и разорило мелких фермеров.

Иными путями развивалось сельское хозяйство в развивающихся странах.
Среди острых естественно-ресурсных проблем этих стран можно выделить следующие: низкую культуру земледелия, вызвавшую деградацию почв
(повышенную эрозию, засоление, снижение плодородия) и естественной растительности (например, тропических лесов), истощение водных ресурсов, опустынивание земель, особенно отчетливо проявившееся на африканском континенте. Все эти факторы, связанные с социально-экономическими проблемами развивающихся стран, привели к хронической нехватке в этих странах продовольствия. Так, на начало 80-х годов по обеспеченности на одного человека зерном (222 кг) и мясом (14 кг) развивающиеся страны уступали промышленно развитым капиталистическим странам соответственно в несколько раз. Решение продовольственной проблемы в развивающихся странах немыслимо без крупных социально-экономических преобразований.
В нашей стране основу земельных отношений составляет общегосударственная
(общенародная) собственность на землю, возникшая в результате национализации всей земли. Аграрные отношения строятся на основе планов, по которым должно развиваться сельское хозяйство в будущем, при финансово- кредитной помощи государства и поставок необходимого количества машин и удобрений. Оплата работников сельского хозяйства по количеству и качеству труда стимулирует постоянное повышение их жизненного уровня.

Использование земельного фонда как единого целого осуществляется на основах долговременных государственных планов. Примером таких планов явилось освоение целинных и залежных земель на востоке страны (середина 50- х годов), благодаря которому стало возможным за короткий срок ввести в состав пахотных земель более 41 млн. га новых площадей. Еще пример — комплекс мероприятий, связанных с выполнением Продовольственной программы, предусматривающей ускорение развития сельскохозяйственного производства на основе повышения культуры земледелия, широкого проведения мелиоративных мероприятий, а также осуществления широкой программы социально- экономического переустройства сельскохозяйственных районов.

Земельные ресурсы мира в целом позволяют обеспечить продуктами питания большее количество людей, чем имеется в настоящее время и чем оно будет в ближайшем будущем. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, количество пашни на душу населения сокращается.

В земледельческих районах в направлении с севера на юг наблюдается закономерное уменьшение площади слабоокультуренных угодий и возрастание площади пашни, которая достигает максимума в лесостепной и степной зонах.
Если в северных областях Нечерноземной зоны РСФСР площадь пашни составляет
5—6% общей площади, то в лесостепной и степной зонах площадь пашни увеличивается более чем в 10 раз, достигая 60—70%. Севернее и южнее этих зон земледельческая территория резко сокращается. На севере граница устойчивого земледелия определяется суммой положительных температур 1000° за вегетационный период, на юге — годовой суммой осадков в 200—300 мм.
Исключение составляют лучше увлажненные предгорные и горные районы юга
Европейской части страны и Средней Азии, где земледельческая освоенность территории составляет 20%. На севере Русской равнины в лесотундровой и тундровой зонах площадь пашни составляет лишь 75 тыс. га (менее 0,1% территории).

Для ускорения развития сельского хозяйства страны требуется осуществление ряда крупномасштабных мероприятий: внедрение научно обоснованной системы земледелия для каждой природной зоны и ее отдельных регионов; осуществление широкой программы мелиорации земель в различных природных зонах; ликвидация процессов вторичного засоления и заболачивания мелиоративных массивов; применение комплексов мероприятий по борьбе с водной и ветровой эрозией на площадях, измеряемых миллионами гектаров; создание сети культурных пастбищ в различных природных зонах с применением их орошения, обводнения и внесения удобрений; проведение широкого комплекса мероприятий по окультуриванию освоенных почв с созданием глубокого оструктуренного горизонта; модернизация машинно-тракторного парка и почвообрабатывающих орудий; применение полноценной дозы удобрений под все вилы сельскохозяйственных культур, в том числе малорастворимых в защитной оболочке; осуществление комплекса мероприятий по социальному переустройству земледельческих территорий (строительство дорог, жилищ, складов, школ, больниц и т. д.); всемерное сохранение существующего земельного фонда. Эта программа может быть рассчитана на продолжительное время.

Нечерноземная зона РСФСР простирается от Прибалтийских равнин на западе до Уральского хребта на востоке, от побережья Северного Ледовитого океана на севере до границы лесостепи на юге. Ее площадь составляет около 2,8 км2.
Нечерноземье отличается высокой концентрацией населения. Здесь проживает более 60 млн. человек (около 44% населения РСФСР), в том числе около 73% в городах. Эта зона насчитывает 47 млн. га сельскохозяйственных угодий, из них 32 млн. га — пашни. Нечерноземная зона отличается развитым сельским хозяйством, на долю которого приходится до 30% сельскохозяйственной продукции РСФСР, в том числе почти все льноволокно, до 20% зерна, более 50
— картофеля, около 40 — молока и яиц, 43 — овощей, 30% — мяса.

Важнейшей особенностью Нечерноземной зоны является наличие большой площади естественных кормовых угодий. На каждый гектар пашни здесь приходится от 1 до 3 га кормовых сенокосов и пастбищ. Природно- климатические условия почти повсеместно благоприятствуют развитию сельского хозяйства мясо-молочной специализации. Для интенсификации сельского хозяйства предполагается на болотах и заболоченных землях провести мелиоративные мероприятия и химизацию сельскохозяйственных угодий.

2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ. МЕЛИОРАЦИЯ И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ [1, с.

14]

С переводом земледелия страны на интенсивный путь развития предполагается прежде всего лучшее использование существующего земельного фонда, повышение плодородия почв и резкое повышение урожайности основных зерновых, кормовых и технических культур, разработка и внедрение научно обоснованной системы земледелия, которые должны сочетаться с продуманными мерами по предупреждению нежелательных экологических последствий.

Интенсификация земледелия невозможна без улучшения плодородия почвы с помощью мелиоративных мероприятий. Однако эти мероприятия не дадут полноценной отдачи без внесения полной дозы минеральных удобрений, сбалансированной по отдельным компонентам. Химические методы широко используются и для сохранения выращенной сельскохозяйственной продукции.
Ограничение вредного воздействия водной и ветровой эрозии является также одним из наиболее эффективных и доступных способов повышения плодородия почвы.

Под мелиорацией почв понимают систему мероприятий, связанных с коренным улучшением свойств почвы и условий почвообразования с целью повышения плодородия почвы. Мелиорация осуществляется путем искусственного регулирования водно-теплового, воздушного, солевого, биохимического и других режимов с помощью орошения, осушения, промывок, обработки почвы и внесения в нее химических и органических удобрений. Мелиорация почвы—важный агротехнический метод, особенно для территорий с неблагоприятным водно- тепловым и воздушным режимом почвы и ее засолением.

Различают два вида мелиорации: орошение земель, при котором наибольшее значение имеет искусственное увлажнение почвы благодаря подаче воды для повышения влагообеспеченности растений и их урожая; осушение земель, при котором преследуется цель отвести избыточную влагу из пределов корневого слоя для достижения необходимых водно-тепловых условий произрастания растений и улучшения аэрации почв.

Оба вида мелиорации практикуются с момента возникновения земледелия, хотя их научные основы были разработаны лишь в XX в.
Потребность в мелиорации земель мира определяется прежде всего климатическими особенностями. Большая часть населения Земли проживает в тропическом и субтропическом поясах, где особенно требуется орошение земель. Почти 20% населения проживает на территориях, где требуется борьба с избыточным увлажнением почв. Поэтому оросительные и осушительные мелиорации земель применялись с древнейших времен. Практика показывает, что при орошении земель урожайность сельскохозяйственных культур повышается в
2—3 раза, а возделывание некоторых из них (рис, хлопок) вообще невозможно без орошения.

2.1. Орошение. Борьба с вторичным засолением почвы

В настоящее время площадь орошаемых земель во всем мире, по экспертным оценкам Всемирной организации по проблеме продовольствия (ФАО), составляет
236 млн. га, из них около половины приходится на территорию Южной Азии.
Около 60% всех орошаемых площадей мира приходится на долю четырех стран:
Китая—85,2 млн. га (45% обрабатываемой площади), Индии — 36.4 (21%), США—
16,5 (9%), бывшего СССР — 16,0 (7% обрабатываемой площади). Эксперты ФАО полагают, что к концу XX в. площадь орошаемых земель в развивающихся странах возрастет на 50%, главным образом, за счет расширения орошаемого земледелия в Южной Азии, Африке и Латинской Америке. В развитых капиталистических странах прогнозируется умеренный рост орошаемых площадей
(порядка 17—19%), причем особое внимание уделяется экономии воды при
Орошении, поскольку потери ее в открытых каналах на фильтрацию и испарение в настоящее время оцениваются в 40—60%.

Орошаемое земледелие в развивающихся странах со скудной дозой минеральных удобрений и современных средств защиты растений не может привести к резкому росту урожайности. Разрыв в масштабах применения минеральных удобрений от промышленно развитых стран здесь еще весьма велик. Так, в Индии 1 га обрабатываемой земли получает минеральных удобрений в 7 раз меньше, чем в
США. Послеуборочные потери урожая в развивающихся странах оцениваются в
25—40%, вследствие чего амбарный урожай на такой же процент меньше биологического.

В целом мире многими исследователями фиксируется возрастание; степени засушливости климата, особенно на Африканском континенте. Катастрофические засухи 70-х годов охватили огромные территории Африки (Эфиопия, Судан,
Вольта, Чад, Нигерия, Мавритания, Сенегал, Кения, Танзания и др.).
Засушливые явления наблюдались в Латинской Америке (Бразилия, Аргентина,
Парагвай, Боливия). Засухи отмечались в пределах Северной Америки. Только в
XX в. их насчитывается более 26. В Северной Америке наиболее часты засухи в центральных районах США и Канады.

Причиной засух являются квазиритмические колебания увлажненности, а также антропогенные факторы. К последним относят уничтожение лесов на обширных территориях, неумеренный выпас скота, приводящий к деградации растительного покрова, и другие факторы подстилающей поверхности суши, нарушающие естественный влагооборот. Необходимость осуществления крупных мелиоративных мероприятии в России диктуется неблагоприятными климатическими условиями обширных территорий, вследствие которых большая масса сельскохозяйственных земель находится в районах избыточного либо недостаточного увлажнения.
Мелиорация земель является важнейшей мерой, необходимой для неуклонного наращивания производства зерна и создания устойчивой кормовой базы животноводства, повышения общей эффективности сельскохозяйственного производства.

Неблагоприятные климатические условия в засушливые годы приводят к большим колебаниям валового сбора зерновых в урожайные и неурожайные годы, достигающим около 60—70 млн. т. Развитие мелиорации включает в себя ввод новых площадей и реконструкцию старых. Предусмотрены другие меры, направленные на упорядочение структуры посевов, с целью повышения удельного веса производства зерна, кукурузы на зерно и кормовых культур, внесения полной дозы минеральных удобрений (330—350 кг), сбалансированных по отдельным компонентам. Особое внимание обращается на повышение уровня мелиоративного строительства, внедрение прогрессивных мер организации труда, экономное использование водных ресурсов на мелиоративных системах, особенно в орошаемом земледелии.

С развитием орошаемого земледелия выдвигаются экологические проблемы.
Главная из них — борьба с вторичным засолением почв, которое возникает при неумеренном орошении и высоком уровне грунтовых вод. Решение этой проблемы возможно при разработке и внедрении научно обоснованных норм полива применительно к конкретным климатическим и гидрологическим условиям территорий.

Борьба с засолением почвы актуальна и в глобальном масштабе. Засоление почвы происходит почти на половине орошаемых земель мира, в том числе на
30% орошаемых земель США. Хотя в нашей стране достигнуты значительные успехи в борьбе с засолением почвы, это явление не ликвидировано до сих пор.

При осуществлении широких мелиоративных мероприятий в зоне степей следует иметь в виду, что новообразование грунтовых вод здесь происходит значительно быстрее, нежели в зонах полупустынь и пустынь. Примерно за 10 лет уровень грунтовых вод может достигнуть критического состояния (1,5—2,5 м от поверхности), вызывая засоление и заболачивание почвы. Кроме того, в условиях орошения возникает способность вторичного содового засоления почв, так как южные черноземы и каштановые почвы в ряде районов имеют повышенную остаточную солонцеватость и щелочность на глубине 0,5—1 м. Присутствие соды в поверхностных горизонтах почвы вызывает ряд сложных трудно устранимых физико-химических процессов, снижающих плодородие почвы. В степных районах
Прикаспийской низменности почти отсутствует верхняя зона пресных вод при слабой естественной дренированности территории. В Среднем и Нижнем Поволжье из 8,2 млн. га земель, пригодных для орошения, лишь 14,6% не потребуется дренажа. В Зауралье к воздействию указанных факторов добавляется необходимость учета более сокращенного по сравнению с условиями Европейской части России вегетационного периода, когда возможна потеря части урожая вследствие наступления ранних заморозков.

Основной экологической проблемой орошаемого земледелия в степной и аридной зонах является предотвращение вторичного засоления почвы. Она может решаться различными методами: гидротехническим (строительство глубокого дренажа), мелиоративным (нормирование поливов, вплоть до перехода на
“голодные” нормы полива во влажные годы, промывка мелиоративных систем), агрономическим (внедрение фитомелиорации, глубокое рыхление почвы).

Проблема, тесно связанная с экологической — нормирование качества возвратной (дренажной) воды, сбрасываемой с полей орошения, содержащих включения минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. Она является особенно актуальной для пустынной и полупустынной зон России, где водные ресурсы весьма ограничены и существует опасность их истощения.

Экономия воды в орошаемом земледелии является одной из наиболее ответственных задач водного хозяйства страны. Главный путь ее решения: повышение коэффициента полезного действия (к.п.д.) оросительных систем, который меняется в весьма широких пределах. Это означает, что в старых мелиоративных системах на пути от источника водозабора до корнеобитаемого слоя орошаемого поля теряется от 65 до 75% воды. Поэтому инженерное переустройство оросительных систем является действенным средством не только экономии воды, но и дальнейшего развития орошаемого земледелия.
2.2. Осушение почвы

Осушение по своей принципиальной основе противоположно орошению. Его существо заключается в отводе избыточной влаги за пределы корнеобитаемого слоя растений с целью улучшения водно-теплового режима почвы и повышения ее плодородия. Осушению подвергаются переувлажненные земли и болота с целью вовлечения последних в сельскохозяйственное производство. Поэтому осушаемые массивы располагаются в зоне избыточного увлажнения.

Высокой заболоченностью отличаются равнинные территории с замедленным водообменом и высоким положением уровня грунтовых вод. Много заболоченных земель и болот имеется на Европейском Севере и Северо-Западе (около 60% общей площади). Сильной заболоченностью отличаются Полесье, Мещерская и
Костромская низменности. Однако центром мировой заболоченности является Западно-Сибирская низменность площадью в 1,3 млн. кв. км, заболоченность которой составляет около 50%. Болота распространены на территории Якутии, Дальнего Востока. Методы осушения заболоченных земель в принципе мало отличаются друг от друга. Основной метод заключается в понижении уровня грунтовых вод с помощью открытого либо закрытого дренажа.
В настоящее время развитие получил более прогрессивный метод осушения — двустороннее регулирование, когда мелиоративная система может использоваться в засушливые периоды — для орошения земель, а во влажные — для отвода избыточных вод через дренажную сеть. Потенциальный фонд для осушения земель в России весьма велик.

Мелиорация земель — активный метод повышения продуктивности земледелия.
Наибольший экономический эффект мелиорация земель приносит в том случае, если она проводится в комплексе с хозяйственным освоением земель, включая их химизацию, культур-технические работы и надлежащий уход за посевами. В
70-е годы при быстром росте осушаемых земель в отдельных районах отмечалась тенденция отставания их хозяйственного освоения, что снижало эффективность мелиорации. В отдельных случаях земли переосушивались (Белорусское
Полесье). Внедрение мелиоративных систем двустороннего регулирования позволяет проводить мелиорацию более эффективно.

Неблагоприятные экологические последствия осушения земель заключаются в их переосушении, вследствие чего снижается уровень грунтовых вод в прилегающих территориях и происходит уменьшение величины устойчивого стока в реки, а в ряде случаев на прилегающих территориях наблюдается подсыхание лесов и исчезновение влаголюбивой растительности. Вместе с тем, повышенная густота открытой осушительной сети может привести к повышению весенних максимумов стока на малых реках. На крупных мелиоративных системах наблюдается существенное обеднение растительного и животного мира. Низкое качество осушительной мелиорации может привести к вторичному заболачиванию почвы.

2.3. Применение удобрений. Пестициды

Ежегодно вместе с урожаем из почвы выносятся десятки миллионов тонн питательных веществ: азота, калия, фосфора, магния, серы и других, которые необходимо компенсировать. Поэтому внесение в почву органических и минеральных удобрений является важнейшим средством повышения плодородия почв.

Каждый рубль затрат на минеральные удобрения приводит к возрастанию окупаемости, оцениваемой для различных видов сельскохозяйственной продукции от 2 до 5 руб. Особенно эффективно применение удобрений в южных районах страны при выращивании хлопка, сахарной свеклы, плодов, овощей. В этих условиях затраты на внесение удобрений окупаются в течение года. Данные о повышении урожайности приводятся в табл. 1.

Таблица 1

Повышение урожайности от внесения в почву минеральных удобрений в пересчете на 100% содержания питательных веществ

|Сельскохозяйственная |Прирост урожая на 1 т |
|культура |внесенных минеральных |
| |удобрений, т |
| |Р2О5 |N |Ка2О |
|Хлопок-сырец |5—6 |10-14 |2 |
|Сахарная свекла (корни) |50—60 |100—160|40—50 |
|Картофель (клубни) |40—80 |120 |40—60 |
|Пшеница и рожь |20—25 |15—20 |3—4 |

Содержание питательных веществ в минеральных удобрениях обычно выражают в процентах азота, фосфора и калия. В России из фосфорных удобрений широко применяют двойной суперфосфат (до 50% P2O5), из азотных—карбамид (42—46%
N), жидкий аммиак (82,3% N), из калийных удобрений — хлористый калий
(50—62% Ка2О), из комплексных удобрений — аммофос (10— 11% N + 46—48%
Р2О5), нитроаммофос (21—22% N +21— 22% Р2О5), а также новые виды комплексных удобрений.

При сбалансированном использовании минеральных удобрений каждый рубль на их производство обеспечивает прибавку урожая на 10 руб. Это достигается при соотношении азота, фосфора и калия в удобрениях 1:1,1: 0,8. Между тем, структура производства минеральных удобрений пока не соответствует этому соотношению. С улучшением структуры производства и использованием минеральных удобрений должен значительно увеличиться урожай.

Химикаты в земледелии применяются при защите растений от действия вредителей, сокращении потерь урожая при его транспортировке и хранении.
Потери урожая от действия вредителей в мире приводятся в табл. 2.

Эксперты ООН оценивают ежегодные потери урожая в 75 млрд. долл., которые складываются из потерь от вредителей (30 млрд. долл.), от болезней растений (25 млрд. долл.) и действия сорняков (20 млрд. долл.). Потери биологического урожая от действия вредителей для различных культур составляют 30—50%. Особенно велики потери биологического урожая для хлопка, картофеля, фруктов и винограда. Необходимость применения пестицидов — химических средств защиты от действия сорняков, вредных насекомых, клещей, болезнетворных грибков вызывается “биологическим взрывом” разнообразных вредителей в мире. (Нашествие колорадского жука в США и Европе, гессенской мухи в США, крыс в тропическом поясе и т.д.). Сельскому хозяйству приносят ущерб около 8 тыс. различных грибков, 10 тыс. насекомых, около 2 тыс.червей.

Таблица 2

Годовые потери сельскохозяйственных продуктов в мире от действия вредителей

|Культура |Урожай, |Потери,|Культура |Урожай|Потери, |
| |млн. т |млн. т | |, млн.|млн. т |
| | | | |т | |
|Зерновые |960-1000|500—510|Хлопок |11—12 |5—6 |
|Сахарная |210—250 |65—75 |(волокно) | |21—22 |
|свекла | | |Фрукты |66-67 | |
|Картофель |270—290 |125—135|Овощи |200 |78—79 |
|Виноград |50 |25—26 | | | |

Пестициды по воздействию на вредителей делятся на следующие группы: гербициды — средство уничтожения сорняков, инсектициды—средство для борьбы с вредными насекомыми, нематоциды — для уничтожения червей, фунгициды — для борьбы с грибковыми и вирусными заболеваниями, бактерициды — для уничтожения возбудителей болезней, дефолианты — средство для удаления листвы. К классу пестицидов относят и ростовые вещества, используемые для ускорения либо торможения роста некоторых растений.

Пестициды широко используются в сельском хозяйстве. По мнению зарубежных исследователей, применение пестицидов позволяет сберечь 50% урожая хлопка, картофеля, фруктов, увеличить на 25% производство мяса, молока и шерсти.

Защита растений позволяет потенциально сохранить 15 млн. т зерна, 10 млн. т сахарной свеклы, 1,4 млн. т хлопка, 10 млн. т овощей. Принося, как и удобрения, огромную пользу сельскому хозяйству, пестициды вызывают нежелательные вторичные экологические последствия: гибель некоторых видов полезных растений, насекомых (муравьев, пчел и др.). Некоторые виды их
(например, ДДТ) оказывали вредное воздействие на животный мир и здоровье человека.

В 90-е годы в нашей стране стали широко применяться биологические методы защиты растений, не оказывающие вредных воздействий на здоровье человека и окружающую среду. Они дешевы и высокоэффективны, поэтому перспективны.
Внесение минеральных удобрений приводит к их вымыванию из поверхностных горизонтов почвы. Особенно опасны соединения фосфора, обычно попадающие в водоемы в связанном виде вместе с частицами почвы и способные мигрировать на большие расстояния. При многолетнем применении больших доз фосфорных удобрений, в особенности туков двойного суперфосфата, в почве могут накапливаться элементы, обладающие повышенной токсичностью. Внесение повышенных доз калийных удобрений может приводить к изменению соотношения между калием и натрием в пастбищном корме, которое вызывает заболевания скота.

Повышение дозы нитратов в воде неблагоприятно отражается на живых организмах, так как под действием кишечных бактерии они переводятся в нитриты, обладающие повышенной токсичностью. Азот мигрирует обычно в составе водных растворов, проникая в состав как поверхностных, так и подземных вод. Миграция соединений фосфора вместе с азотом, создавая питательную среду для сине-зеленых водорослей и высшей водной растительности, вызывает эвтрофикацию водоемов — загрязнение водоемов биогенными элементами, приводящее к резкому ухудшению кислородного режима водоема и снижению качества воды и, как следствие, к вымиранию рыб. Вода таких водоемов становится непригодной к употреблению в пищу. За последние годы эвтрофикация водоемов получила широкое распространение, особенно в
Западной Европе, Японии и США. Поэтому при применении химикатов необходимо принимать меры по предупреждению отрицательных экологических последствий.
Одной из таких мер является внедрение капсулированных удобрений в водозащитной оболочке.

3. ЭРОЗИЯ ПОЧВ (ВОДНАЯ И ВЕТРЕНАЯ) И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЮ [1, с. 22]

Широкое использование земель, особенно возросшее в эпоху НТР, привело к увеличению распространения водной и ветровой эрозий (дефляции). Под их воздействием происходит вынос (водой либо ветром) почвенных агрегатов из верхнего, наиболее ценного слоя почвы, который приводит к снижению ее плодородия. Водная и ветровая эрозии, вызывая истощение почвенных ресурсов, являются опасным экологическим фактором.

Общая площадь земель, подверженных водной и ветровой эрозии, измеряется многими миллионами гектаров. По имеющимся оценкам, водной эрозии подвержено
31% суши, а ветровой—34%. Косвенным свидетельством возросших масштабов водной и ветровой эрозии в эпоху НТР является увеличение твердого стока реками в океан, который ныне оценивается в 60 млрд. т, хотя 30 лет тому назад эта величина была почти в 2 раза меньше.

Общее сельскохозяйственное использование земель (включая пастбища и сенокосы) составляет около 1/3 суши. В результате водной и ветровой эрозии во всем мире пострадало около 430 млн. га земли, а при сохранении нынешних масштабов эрозии к концу века эта величина может удвоиться.

Ветровой эрозии наиболее подвержены частицы почвы 0,5— 0,1 мм и менее, которые при скоростях ветра у поверхности почвы 3,8—6,6 м/с приходят в движение и перемещаются на большие расстояния. Мелкие почвенные частицы
( H2CO3