Экологические проблемы современности и сельское хозяйство

4.3. Водная и  ветровая эрозия почв

Эрозия почв - это естественный геоморфологический процесс, неотъемлемое звено как глобальных биогеохимических циклов, так и глобального цикла денудации-аккумуляции. Наибольшие величины естественной водной эрозии вне горных территорий наблюдаются в зонах полупустынь и степей. Наименьшие величины естественной водной эрозии характерны для тех ландшафтных зон, где сплошная, зачастую многоярусная растительность защищает поверхность почвы от размыва (в зонах влажных лесов), или где осадков недостаточно для заметного смыва (зоны пустынь).

Максимум естественной ветровой эрозии располагается в  аридных зонах (полупустыни и пустыни). На глобальном уровне роль ветровой эрозии приблизительно вдвое меньше, чем водной эрозии.

При превращении природной  экосистемы в сельскохозяйственное поле условия для эрозии резко  меняются. Поверхность почвы становится слабо прикрытой растительностью, а значительную часть года и вовсе голой. Многочисленные данные указывают на то, что при преобразовании лесного ландшафта в полевую агроэкосистему величины эрозии увеличиваются по крайней мере на два-три порядка величины, а при преобразовании открытого (нелесного) ландшафта - на один-два порядка. Поэтому при сельскохозяйственном освоении территорий эрозия почв резко увеличивается и остается на высоком уровне.

В России почти половина площади почв подвержена водной и  ветровой эрозии. На 5 млн. га бывшего СССР располагаются сильно эродированные почвы, на которых урожаи не превышают 40% от тех, которые были бы при неизмененной почве. В последние годы существования СССР с полей выносилось 100 млн тонн гумуса и более 40 млн. тонн соединений азота, фосфора и калия в год. Это в полтора раза больше количества вносимых в то время в почву удобрений, и именно таким образом потенциальное плодородие почвы неуклонно снижается.

Многочисленные факты  из других районов мира также указывают  на чрезвычайно высокую степень  снижения естественного плодородия почв.

Противоэрозионная способность  почв зависит от содержания гумуса и карбонатов, концентрации катионов в поглощающем комплексе, механических и агрегатных свойств почвы. Каждый генетический тип почвы отличается характерным для него набором параметров. Наибольшей эрозионной устойчивостью среди почв Русской равнины обладают черноземы. К северу и югу от зоны черноземов устойчивость почв к водной эрозии снижается. С другой стороны, более 70% черноземов мира распахано. Поэтому общий объем эрозии в черноземной зоне под влиянием земледелия значительно увеличился.

Установлено, что с  полей смывается ежегодно не менее 90 млрд. тонн почвы. Для сравнения: твердый  сток рек мира оценивается в 22 млрд. т в год. В настоящее время  водная эрозия почв по крайней мере в пять раз больше, чем она была при ненарушенных земледелием условиях. Объем смытой почвы содержит больше фосфора, чем все производство фосфорных удобрений в мире за год.

Главные потенциальные  резервы земельных ресурсов под  пашню располагаются в тропических и экваториальных районах. Расширение площади пашни приведет там к значительному росту эрозии почв. Продолжающееся обезлесение приведет к дальнейшему увеличению эрозии почвы, в особенности во влажной экваториальной зоне, где, по сравнению с доземледельческим периодом, эрозия уже увеличилась в 8 раз, и при условии использования всех доступных земельных ресурсов может вырасти в 24 раза.

Наибольшее увеличение эрозии почвы, в 33 раза по сравнению  со временем до начала земледелия, отмечается в районах достаточного увлажнения умеренного пояса, где по климатическим условиям изначально произрастали леса и где площадь пашни весьма велика.

На уровне речного  бассейна смытые почвы представляют собой наносы, переносимые реками. Увеличение стока наносов приводит к заилению водохранилищ, каналов, оросительных систем и судоходных путей.

4.4. Вторичное  засоление и заболачивание почв

В процессе сельскохозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах.

Во всем мире процессам  вторичного засоления и осолонцевания  подвержено около 30% орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России составляет 36 млн га (18% общей площади орошаемых земель). Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

4.5. Опустынивание

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей среды в целом, является опустынивание. По Б. Г. Розанову, опустынивание — это процесс расширения площадей пустынь вследствие потери сопредельными территориями сплошной растительности с дальнейшей невозможностью  ее восстановления без участия человека.

Как правило, к опустыниванию приводит сочетание нескольких факторов, совместное действие которых резко ухудшает экологическую ситуацию.

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться.

Опустынивание является одновременно социально-экономическим  и природным процессом, оно угрожает примерно 3,2 млрд га земель, на которых  проживают более 700 млн человек.

В результате непродуманной  хозяйственной деятельности (неправильная обработка земель, неумеренный выпас скота) на этих территориях произошли глубокие необратимые деградационные изменения природной среды и в первую очередь ее эдафической части.

Становится очевидной  необходимость планомерного перевода сельскохозяйственного производства на эколого-адаптивную основу, предусматривающую развитие комплексной мелиорации.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В заключение можно отметить следующее. Так как дальнейшее  загрязнение почв, их эрозия, засоление могут привести к полной потери плодородных земель, а загрязнение поверхностных водоемов и подземных вод стоками с полей и животноводческих хозяйств ведет к отравлению рек, необходимо искать пути решения этих проблем. Один из таких путей, успешно внедряемый  в США последние 20 лет, это технологии органического земледелия.

Органическое земледелие – хозяйствование без использования  искусственных удобрений, пестицидов, регуляторов роста.

Агроландшафт при этом представляет собой самонастраивающуюся систему, в которой применяются севообороты, а в почву вносятся компост, навоз животных, бобовые для обогащения почвы азотом, зелёные удобрения, органические отходы с ферм.

Удобрения, как чрезмерные дозы лекарств, расслабляют организм. Они необходимы в критической ситуации. Но повседневное их употребление ведёт к «медикаментозному привыканию», организм уже не может жить без допинга. То же и с растениями. За миллионы лет эволюции они приспособились потреблять элементы питания, вырабатываемые в почве микроорганизмами, у них установились взаимовыгодные отношения с почвой. Усвоение же легкорастворимых удобрений разлаживает этот механизм, ослабляет биологические процессы, увеличивает восприимчивость к вредителям, болезням, сорнякам, ухудшает качество плодов.

Прекрасный экологический  приём садоводства и огородничества - мульчирование. Мульча — разнообразный  материал (почва, растительные остатки, компост, мелко порванная бумага), которым покрывается грунт для  уничтожения сорняков, сохранения влаги, защиты от солнца и дождя. Применение мульчи позволяет сократить обработку земли, не нарушать её структуру, сохранить в естественном виде. Накрывая сорняки и травяной покров старой полиэтиленовой плёнкой, тряпками и даже плотной бумагой, мы расчищаем участок для культурных растений. С помощью мульчи можно полностью исключить прополку, наполовину сократить расход воды.

В земледелии, свободном  от химии, основной приём — севообороты, специфические не только для каждой зоны, но и для каждой местности. Хозяйства отличаются тем, что высевают на поля разные культуры от сезона к сезону. А это зависит от знаний и опыта фермера, его навыков, привычки к той или иной продукции, возможности её переработки и транспортировки. В России же этот способ ведения хозяйства лишь набирает обороты, но очевиден интерес людей к употреблению экологически чистой полезной продукции.

Между тем производить  органическую продукцию у нас  проще и дешевле, чем на Западе. С 1990-х гг. большая часть полей почти не обрабатывалась химическими веществами — не хватало средств. К тому же российские поля не заражены трансгенами, производство их по-прежнему под запретом.

Важнейшей проблемой  преимущественно животноводческой отрасли сельского хозяйства  является переработка отходов органических веществ. Эта проблема может быть успешно разрешена при использовании технологий производства биогаза. Получение биогаза из разнообразных отходов птицеводства, животноводства и растениеводства является одним из эффективных способов их утилизации и экономически выгодным источником дополнительной энергии. В основе биогазовых технологий лежат сложные природные процессы биологического разложения органических веществ в анаэробных условиях под воздействием особой группы анаэробных бактерий.

Биогаз представляет собой смесь газов, основными компонентами которого являются метан (55—70%) и углекислый газ (30—40%) с небольшим количеством сероводорода (0—3%) и примесей водорода (аммиака и окислов азота). Образование биогаза — процесс, сопровождающийся минерализацией органических соединений, содержащих азот, фосфор и калий, с полным уничтожением патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, семян сорняков, специфических фекальных запахов, нитратов и нитритов. Помимо биогаза в качестве конечного продукта образуется эффективное экологически безопасное органическое удобрение с необходимыми для растения биогенными макро- и микроэлементами, биологически активными веществами, витаминами, аминокислотами.

Энергоемкость биогаза  находится в прямой корреляции от концентраций метана. При концентрации метана свыше 60% биогаз считается ценным топливом. Биогаз получают в метантенке (реакторе), состоящем из системы термостатирования, отбора биогаза и перемешивания. Биореактор должен быть герметичным, поскольку анаэробные микроорганизмы чувствительны к кислороду.

Биоэнергетические установки  получили широкое применение в Канаде, США, Вьетнаме, Непале, Японии, Англии. Российские биогазовые установки не только имеют высокую окупаемость (в течении полугода), но и позволяют  в полном объеме решить проблемы сельского хозяйства и окружающей среды.  Таким образом, это экономически целесообразный путь хозяйствования.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

 

1. Белоусова, Н. И. Биогаз универсальное топливо / Н. И. Белоусова, О. В. Егорова // Мясная индустрия, 2008. №11. С. 57-59.
2. Голубев Г. Н.  Геоэкология: учебник для студ. вузов. - М.: Аспект Пресс, 2006.
3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания.  М., 2006.
4. Концепции современного естествознания.  Под ред. Михайлова Л.А. М., 2008.
5. Коробкин В. И. Экология: учеб. для вузов. Ростов-на-Дону : Феникс, 2008.
6. Куриный помет: экологическое бедствие или ценнейшее сырье? / Елена Дмитриевна Адушева, Людмила Юльевна Тычинская // Экологический вестник России. 2007. №11. С. 7-8.
7. Мудрый И.В. Влияние химического загрязнения почвы на здоровье населения // Гигиена и санитария. 2008. №4. С.32-37.
8. Розанов Л.Л. Геоэкология: учебно-методическое пособие для вузов/Л.Л. Розанов. – М.: Дрофа, 2010.
9. Супруненко Ю.П. Земледелие без химии // Природа и человек. XXI век. 2009. №12. С. 62-63.
10. Стадницкий В.И. Экология. М., 2004. С. 218.
11. Экология и безопасность жизнедеятельности. Под ред. Л.А.Муравья. М., 2004. С.303.
12. Актуальные проблемы экологии и пути их решения. Ч.1. – Брянск, 2002. С.113.
13. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. М., 1999. С.285.
14. Экология. Под ред. В.Н.Петрова. М., 2002. С.164.
15. Васильев Н.Г., Мороз П.И. Охрана природы с основами экологии: Учебник. – М.: Экология, 2004. С.202.
16. Карташев А.Г. Введение в экологию. Томск, 2001. С.160.

¹ Стадницкий В.И. Экология. М., 2004. С. 218.

² Там же.

³ Экология и безопасность жизнедеятельности. Под ред. Л.А.Муравья. М., 2004. С.303.

⁴ Актуальные проблемы экологии и пути их решения. Ч.1. – Брянск, 2002. С.113.

⁵ Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. М., 1999. С.285.

⁶ Экология. Под ред. В.Н.Петрова. М., 2002. С.164.

⁷ Васильев Н.Г., Мороз П.И. Охрана природы с основами экологии: Учебник. – М.: Экология, 2004. С.202.

⁸ Карташев А.Г. Введение в экологию. Томск, 2001. С.160.