Горб О.О., Писаренко П.В., Калініченко В.М. Аграрна екологія

Подождите немного. Документ загружается.

речовин при змиві та вилугуванні з ґрунту.

6.4. Використання полімерів-структуроутворювачів

Останній пункт стосується необхідності поліпшення властивостей і

якостей добрив. Відомо, що однією з причин негативного впливу

мінеральних добрив на навколишнє середовище є недосконалість їх

хімічних, фізичних і механічних властивостей.

У зв'язку з недосконалістю хімічних властивостей, наприклад, азотних

добрив втрати азоту відбуваються внаслідок як біологічних, так і хімічних

процесів, що відбуваються при взаємодії добрив і ґрунту. Прикладом втрат

азоту під впливом біологічних процесів є його втрати при поверхневому

внесенні сечовини.

Внесення ж сечовини із загортанням у ґрунт (під оранку, передпосівну

культивацію, в рядки при сівбі тощо) дуже ефективне.

Досліди, проведені в Болгарії, показали, що втрати аміаку через

випаровування можливі лише при поверхневому внесенні сечовини. Вони

зростають на легких і висококарбонатних ґрунтах із збільшенням норми

сечовини. Вирішальним фактором, що визначає величину втрат азоту і

сечовини, є температура. При 0 – 4 °С втрат практично немає, при 7 – 8Z°С

їх кількість незначна, а при більш високих температурах вони суттєво

підвищуються. Середнє співвідношення втрат при 7 – 8 і 30 °С становить 1

: 7 та 2 : 14,4. На величину втрат суттєво впливає вміст вологи у ґрунті.

Максимальні втрати були при низькій вологості ґрунту. З підвищенням

вологи втрати знижуються. Змішування сечовини з ґрунтом або покриття її

шаром ґрунту 5 – 6 см значно зменшує втрати азоту сечовини.

Другий біологічний шлях втрат азоту з добрив – процес денітрифікації

у ґрунті. Встановлено, що газоподібні втрати азоту внаслідок цього

процесу досягають 25 % і більше в залежності від внесеної норми.

131

Найбільш суттєвий хімічний шлях втрат азоту з добрив – виділення

вільного аміаку (NН

) внаслідок взаємодії аміачних форм добрив, особливо

з лужними висококарбонатними ґрунтами.

Для запобігання значних втрат азоту рекомендується внесення в ґрунт

безводного аміаку на глибину 10 – 15 см.

Усі форми азоту в природних умовах протягом певного часу

переходять у найбільш рухому нітратну форму. Нині для гальмування

процесів нітрифікації широко застрсовують у виробництві різні інгібітори,

що дають можливість підвищити коефіцієнт використання азоту добрив і

суттєво зменшити його втрати.

Серед інгібіторів найбільш поширені американські препарати

(наприклад, нітрапірин), а також японський АМ, які затримують

нітрифікацію як амонійних іонів ґрунту, так і внесених добрив.

За багаторічними вітчизняними і зарубіжними даними, інгібітори

підвищують коефіцієнт використання азоту з добрив на 10 – 15Z%, а в ряді

випадків і більше. Втрати ж азоту з добрив знижуються в 1,5 – 2 рази.

Тому в багатьох країнах світу велику увагу приділяють вивченню

повільнодіючих азотних добрив, які дають можливість зменшити кратність

внесення добрив, знизити втрати азоту і запобігти забрудненню

навколишнього середовища нітратами та нітритами.

Останнім часом велику увагу приділяють також капсулюванню,

покриттю добрив синтетичними плівками (смолами, поліетиленом,

парафіном) і звичайною сіркою. Це сприяє повільному вивільненню

елементів живлення з водорозчинних добрив, що продовжується декілька

місяців. Внаслідок цього рослини повніше використовують поживні

речовини добрив, що значно зменшує їх втрати.

Суттєве зменшення втрат азотних добрив і збільшення коефіцієнту їх

використання відбуваються при застосуванні рідких азотних і комплексних

добрив. Велике практичне значення має розробка технології одержання і

132

застосування азотних добрив з контрольованим вивільненням азоту.

Вже розроблено систему заходів, яку доцільно використовувати для

зниження забрудненості поверхневих стоків з полів сполуками азоту й

фосфору.

Важливим є локальний спосіб внесення добрив, тобто по площі

живлення рослин, що оптимально задовольняє потребу рослин у них і

зменшує вимивання їх з ґрунту.

Для зменшення забруднення річок поверхневими стоками з полів

велике значення мають: скорочення строків зберігання добрив на полях;

спорудження спеціальних майданчиків для їх тимчасового зберігання в

польових умовах; суворий контроль за режимом підживлення рослин з

літаків (облік швидкості вітру, норми внесення, висоти польоту тощо);

заміна в зонах з великою кількістю опадів водорозчинних добрив менш

розчинними; заборона внесення добрив по сніговому покриву; створення

лісових смуг, затримання поверхневого стоку з полів.

На легких ґрунтах для зменшення втрат азоту рекомендуються такі

агротехнічні прийоми, як сівба однорічних і багаторічних бобових,

внесення амонійних і амідних азотних добрив з дотриманням глибини

оранки 10 – 15Zсм і максимальним скороченням строків між внесенням

добрив і сівбою, впровадження зайнятих парів.

Успіхи біологічної, особливо клітинної генної інженерії свідчать, що

ми знаходимося на порозі абсолютно нового підходу до форм і способів

застосування азотних добрив. Можливість синтезувати індивідуальні гени і

переносити їх у генетичний апарат бактерій дає змогу вже зараз придавати

бактеріям, що розвиваються в мікоризі коренів пшениці, здатність

фіксувати молекулярний азот повітря так же, як бобові. У цьому напрямі

одержано певні результати. Природно, що для широкого впровадження

цього методу потрібен певний час.

Стало можливим і виробництво бактеріальних добрив, що фіксують

133

азот з повітря. Дуже значним досягненням є виробництво гранульованих

повільнорозчинних форм добрив, у тому числі й азотовмісних.

Багато проблем екології мінеральних добрив вже достатньо вивчені

наукою, але результати цих досліджень не знаходять практичного

втілення, тобто існує деякий розрив між досягненнями науки і ступенем їх

реалізації у сільськогосподарському виробництві. Перше коло питань

пов'язане з наявністю і якістю матеріально-технічної бази хімізації

землеробства.

Наприклад, суттєво відстає у чисельному і якісному відношенні

матеріально-технічна база хімізації від всезростаючих темпів застосування

добрив. Потребує поліпшення комплекс машин і засобів транспортування,

зберігання, змішування і внесення мінеральних добрив. При цьому

найважливіше завдання – підвищення продуктивності й висока якість усіх

робіт, спрямованих на запобігання втрат мінеральних добрив і більш

ефективне їх використання.

Сільське господарство недостатньо забезпечене також складськими

приміщеннями для зберігання агрохімічних засобів, особливо меліоралтів.

Значна частина складів має малу місткість і не пристосована для

проведення механізованих робіт по змішуванню і підготовці добрив до

внесення, навантаженню і розвантаженню, що призводить до значних їх

втрат.

Другий комплекс питань – висока культура землеробства,

вдосконалення і розробка нових, більш ефективних технологій

застосування добрив у сівозміні під кожну сільськогосподарську культуру

з урахуванням грунтово-кліматичних умов району, біологічних

особливостей культури і сортів, спеціалізації сівозмін та інших

прогресивних прийомів інтенсивного землеробства.

Третя проблема, що потребує постійного, систематичного

впровадження в практику хімізації – це комплексне використання засобів

134

хімізації в інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських

культур, тобто добрив, хімічних меліорантів, інтегрованої системи захисту

рослин від бур'янів, шкідників і хвороб, регуляторів росту рослин.

Четверту групу питань можна об'єднати в проблему вдосконалення

асортименту і якості агрохімічних засобів і мінеральних добрив.

Асортимент добрив бажано поліпшувати в таких напрямах:

1) виробництво безбаластних висококонцентрованих добрив, які не

містять важких металів та інших токсичних елементів. У цьому відношенні

дуже перспективні безвідходні технології виробництва мінеральних

добрив;

2) добрива, що відповідають вимогам оптимізації живлення рослин з

урахуванням їх біологічних властивостей, які включають макро- і

мікроелементи, стимулятори росту рослин, інгібітори нітрофікації та ін.;

3) мінеральні добрива пролонгованої дії з урахуванням періодичності

живлення рослин. Це, наприклад, повільно діючі азотні добрива у вигляді

сполук з обмеженою розчинністю у воді, або покриття часток добрив

ризними речовинами – воском, парафіном, маслами, смолами, полімерами

тощо.

Вирішення цих питань буде сприяти різкому скороченню міграції

біогенних речовин у навколишнє середовище, виключить нетивний валив

мінеральних добрив на природу і здоров'я людини.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО ТЕМИ 6

1. Які причини несприятливого впливу добрив на навколишнє

середовище?

2. Які з добрив найбільш небезпечні як забруднювачі навколишнього

середовища?

3. Які причини півищеного вмісту нітратів у продуктах харчування?

135

4. Які джерела нагромадження нітратів у ґрунті?

5. Що потрібно зробити, щоб запобігти надлишковому

нагромадженню нітратів у ґрунті?

6. Як можна використовувати продукти з підвищеним вмістом

нітратів?

7. Які шляхи забруднення навколишнього середовища добривами?

8. Як, використовуючи мінеральні добрива, потрібно запобігати їх

втратам у навколишнє середовище?

9. Які заходи потрібно проводити, щоб запобігти забрудненню

навколишнього середовища добривами внаслідок змиву їх ерозією?

10. Які напрямки поліпшення добрив ви знаєте?

ТЕМА 7. ПЕСТИЦИДИ ЯК ФАКТОР ЗАБРУДНЕННЯ

НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

7.1. Забруднення біосфери пестицидами та їх негативний вплив на

природу і людину

До небезпечних речовин антропогенного походження, що надходять у

навколишнє середовище, поряд з промисловими відходами, належать

також хімічні засоби боротьби з шкідливими організмами – пестициди.

Обсяг цих біологічно активних і частіше високотоксичних для людини і

тварин речовин, що використовуються щорічно в світовій практиці, нині

досягає понад 2 млн. т.

Пестициди застосовують головним чином на сільськогосподарських

угіддях і в невеликому обсязі в лісах, однак внаслідок циркуляції у

повітряному й водному середовищах і перенесення живими організмами

по ланцюгах живлення, вони можуть дуже поширюватися в природних

ландшафтах, потрапляючи в харчові продукти, і завдавати шкоди

тваринному світу і здоров'ю людини.

136

Пестициди відомі давно. Так, у Китаї, починаючи з XVI століття,

застосовують миш'як як засіб боротьби з шкідниками

сільськогосподарських культур. Арсеніт міді, винайдений ще у XVIII

столітті, поклав початок серії миш'якових препаратів, які використовують і

тепер як інсектициди. В XIX столітті поштовхом для наукових досліджень

хімічних засобів захисту рослин послужили ряд трагічних подій: протягом

трьох років в Ірландії лютував картопляний голод через глибоке

захворювання бульб; спалах подібної епіфітотії виник у Німеччині;

приблизно в той же час (50-ті роки) виноградники Австрії, Німеччини,

Франції постраждали від захворювань, внаслідок яких загинуло майже

80Z% урожаю.

Підраховано, що прибуток від застосування пестицидів у три рази

перевищує витрати на їх виробництво. Але, будучи могутнім засобом

проти шкідників, хвороб і бур'янів, пестициди є одним із

найнебезпечніших факторів забруднення навколишнього середовища.

Вони шкідливі для всіх живих організмів, включаючи корисних комах,

тварин і людей.

За даними ЮНЕСКО, пестициди в загальному обсязі забруднення

біосфери землі займають 8 – 9 місце після таких речовин, як

нафтопродукти, ПАР (поверхнево-активні речовини), фосфати, мінеральні

добрива, важкі метали, окиси азоту, сірки, вуглецю та інші сполуки.

Незважаючи на те, що пестициди становлять дуже незначну частину

загальної маси забруднювачів, що надходять у зовнішнє середовище, вони

можуть бути дуже небезпечними внаслідок високої біологічної активності.

Надходження пестицидів у сільськогосподарський ландшафт

відбувається головним чином при проведенні хімічних засобів боротьби із

шкідливими організмами наземними засобами чи авіацією, внаслідок

випаровування з поверхні ґрунту або рослин, при витіканні під час

зберігання і транспортування тощо.

137

Технічні продукти більшості речовин, що застосовують як пестициди,

не розчиняються у воді і для практичного використання їх випускають у

таких різноманітних препаративних формах: емульгуючі концентрати

(е.Zк.), при розведенні водою утворюють водні емульсії; порошки, що

змочуються (з. п.), при розбавленні водою утворюють повільно осідаючі

суспензії; концентрати (к.) технічної речовини, що призначені для

обприскування рослин; гранульовані препарати (г. п.), які містять діючу

речовину і наповнювач (бентоніт, каолін, вермикуліт, трепел) або

суперфосфат. Виготовляють гранули діаметром від 0,25 до 5Zмм для

наземного і внутрішньоґрунтового застосування.

Способи застосування пестицидів залежать від їх призначення,

препаративної форми. Це обробка посівного матеріалу інсектицидами і

фунгіцидами, обприскування, обпилювання, обробка гранульованими

препаратами.

Раціональне застосування інсектицидів, фунгіцидів і гербіцидів

ґрунтується на різних тактичних підходах, зумовлених особливостями

біології шкідників, збудників хвороб, бур'янів і характером проявлення їх

шкідливості.

При обробці сільськогосподарських угідь пестицидами частина їх

втрачається внаслідок знесення вітром, розсіювання в атмосфері з

потоками повітря. Залежно від технології застосування і фізичних

властивостей препаративної форми на рослини і ґрунт осідає 40 – 70Z%

норми витрати, утворюючи початковий запас токсичної речовини. Крім

того, багато які пестициди можуть поширюватися за межі оброблюваних

ділянок і більш чи менш тривалий чнс циркулюють у біосфері. В

атмосферу вони надходять безпосередньо при їх застосуванні, а також

унаслідок випаровування з поверхні ґрунту, рослин, води. Потім у

результаті конденсації парів і утворення краплинно-рідких або твердих

часток пестициди з атмосфери потрапляють у ґрунт, на поверхню рослин і

138

у водойми, поширюючись на великих територіях. У водойми вони

надходять з поверхневими і підґрунтовими стоками із

сільськогосподарських угідь.

Хімічні препарати шкідливі для людини і навколишнього середовища.

Потенційна загроза від їх використання полягає як у гострій токсичності

при потраплянні в організм людини або тварин, так і в хронічній дії, в

кумулятивному ефекті, в міграції залишків пестицидів водними і

повітряними шляхами на значні відстані.

Хрестоматійним прикладом глобальної міграції хлорорганічних

пестицидів, зокрема ДДТ, є кумуляція їх у жирі пінгвінів, які живуть в

Антарктиді. Так, за даними, надрукованими в Німеччині, з атмосфери на

територію Північного моря щорічно випадає до 300Zт ДДТ.

Нагромадження пестицидів в окремих тканинах відбувається непомітно.

Але коли кількість їх досягає певного рівня, вони призводять до

порушення функцій найважливіших органів, захворювання і зниження

стійкості організму.

Серед хвороб, які можуть з'явитися внаслідок токсикації організму,

відмічають злоякісні пухлини (головним чином пухлияи печінки),

хромосомні порушення, підвищення інтенсивності мутаційного процесу,

що пов'язано з підвищенням частоти прояву спадкових хвороб обміну,

аномалій розвитку тощо.

Більше половини пестицидів належать до мутагенів-речовин, які

змінюють спадкову природу рослин і тварин, включаючи людину. Відомо,

що прометрин порушує не тільки білкоутворюючу, але й

протромбіноутворюючу функцію печінки, зменшує кількість еритроцитів і

гемоглобіну у крові. Крім порушень, які викликаються в організмі

атразином і прометрином, пропазин порушує діяльність центральної

нервової системи і терморегуляцію тіла. Основні зміни при отруєнні

тварин похідними речовинами (лінурон, монурон) відбуваються в печінці,

139

нирках і селезінці. Крім того, вони несприятливо впливають на

ендокринну систему і обмін речовин.

В останнє десятиріччя різко зросла кількість алергічних захворювань,

що є одним з наслідків впливу пестицидів.

Внаслідок багаточисленних досліджень рослин, комах і тварин

нагромаджено досить великий матеріал про мутагенні властивості

гербіцидів. Наприклад, у хлор-ІФК та інших карбаматах встановлено

здатність підвищувати рівень поліплоїдії у рослин, а також мутагенну

активність атразину, симазину і 2,4-Д.

За останні 20 років ряд масових отруєнь було викликано пестицидами.

Це відбувалося, головним чином, із двох причин: внаслідок забруднення

харчових продуктів під час їх перевезення і зберігання, а також у

результаті використання в їжу протруєного насіння.

Таким чином, пестициди є одним з вагомих факторів забруднення

навколишнього середовища.

7.2. Екологізація захисту рослин

Потенційна загроза пестицидів, їх нагромадження в навколишньому

середовищі потребують наукового пошуку і розробки підходів до

організації захисних заходів. Такими є інтегровані системи захисту рослин,

які мають природоохоронний напрямок, їх проводять і планують з

урахуванням особливостей розвитку шкідливих організмів і рослин, що

ними пошкоджуються, а також зональних особливостей застосування.

Комплексом профілактичних заходів, які входять до системи, треба

створювати умови, що пригнічують популяції шкідників та збудників

хвороб і позбавляють їх можливості зберігатися в резерваціях у

несприятливі сезони року. Поряд із цим, системи повинні передбачати

використання стійких сортів і гібридів, а також активні методи боротьби з

140