Способы предотвращения разрушения почвы

Животноводческие комплексы 

Аграрно-животноводческий комплекс в современных условиях продолжает быть основным загрязнителем земель и других элементов окружающей среды: отходы и сточные воды животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик, использование ядохимикатов и пестицидов, перерабатывающая промышленность, ослабление производственной и технологической дисциплины, трудности осуществления контроля на сельскохозяйственных объектах, разбросанных на обширных территориях, - все это приводит к тому, что состояние земли и всей окружающей среды в сельской местности, согласно государственным докладам об охране окружающей среды, остается тревожным, ряд регионов обладают признаками зон чрезвычайной экологической ситуации или экологического бедствия. Высокая концентрация поголовья скота на ограниченных площадях, использование гидравлических систем уборки и удаления экскрементов животных приводят к образованию огромных объемов жидкого навоза, а также связанных с эксплуатацией производственных помещений значительных количеств вредных летучих химических веществ, неприятных запахов, интенсивного шума и др. Предприятиями сельского хозяйства выброшено в атмосферу более 25,58 тыс. тонн загрязняющих веществ. Химическому и биологическому загрязнению атмосферного воздуха в значительной мере способствуют также недостаточно отработанные технологии на промышленно-животноводческих комплексах и птицефабриках. Источниками загрязнения атмосферы являются помещения для содержания скота, откормочные площадки, навозохранилища, биологические пруды, пруды-накопители сточных вод, поля фильтрации, поля орошения. В зоне животноводческих комплексов и птицефабрик атмосферный воздух загрязнен микроорганизмами, пылью, аммиаком и другими продуктами жизнедеятельности животных, часто обладающими неприятными запахами (свыше 45 различных веществ). Эти запахи могут распространяться на значительном расстоянии (до 10 км), особенно от свинокомплексов. Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве, промышленными, строительными и другими несельскохозяйственными предприятиями. Эти загрязнения ведут к снижению плодородия почв и их продуктивности, ухудшению качества вод, атмосферы, наносят ущерб растениеводству и животноводству, что влечет недополучение сельскохозяйственной продукции и ухудшение ее качества. сновная особенность сельского хозяйства, в отличие от других отраслей материального производства, состоит в непосредственной связи его производственно-хозяйственной деятельности с использованием земли в качестве основного и ничем не заменимого средства производства. В сельском хозяйстве уровень общественного производства зависит главным образом от формы соединения рабочей силы с основным, причем весьма специфичным средством производства - землей. Эта особенность сельского хозяйства - зависимость от природно-климатических факторов - носит постоянный и устойчивый характер. Помимо земли, в процессе сельскохозяйственной деятельности используется и подлежит охране целый комплекс различных природных объектов, составляющих объективные условия аграрного производства недра, воды, растительность, животный мир Поэтому в качестве объекта охраны окружающей среды в сельском хозяйстве необходимо рассматривать целостные природно-территориальные комплексы, состоящие из различных природных объектов, тесно связанных друг с другом и образующих единое целое. Причины и виды эрозии

Для устойчивого  развития человеку необходимо осознать свое отрицательное воздействие  на почву и принять меры по снижению этого воздействия.

Увеличение  численности человечества приводит к более интенсивному землепользованию. Характер деятельности человека весьма разнообразен, и условно можно  выделить следующие аспекты:

ь сельское и лесное хозяйство;

ь разнообразное  строительство;

ь горнотехнические мероприятия.

Сельское  и лесное хозяйство включает земледелие, скотоводство, осушение заболоченных территорий, орошение, обводнение земель, распашку целины, вырубку лесов и  др. Разнообразное строительство  также уменьшает количество пахотных земель -- строительство крупных  водохранилищ, каналов, плотин, ГЭС, промышленных комплексов, городов, железных дорог, населенных пунктов, коммуникаций. Горнотехнические мероприятия, такие, как разработка и эксплуатация минерального сырья, добыча полезных ископаемых, в том числе нефти и подземных вод, также изымают большие территории пахотных земель из природных и агроэкосистем. В результате разрушения природных экосистем происходит потеря почвы.

Самое разрушительное влияние на почву оказывает эрозия, т. е. процесс захватывания частиц почвы  и их выноса водой (водяная эрозия) или ветром (ветровая эрозия).

Выделяют  три вида водной эрозии:

1) поверхностная  - вода движется вниз по склону, увлекая за собой частицы почвы;

2) струйчатая - вода собирается в ручейки,  которые протекают с большой  скоростью по миниатюрным долинам,  приобретая все большую эрозионную  силу;

3) овражная - ручьи воды сливаются в мощные  потоки, которые уносят почву  и создают овраги, берега оврагов  обычно образованы рыхлой почвой, которая легко размывается и  уносится потоком воды.

Выпахивание увеличивает эрозию почвы, уменьшает  ее влагоудерживающую способность, инфильтрация и аэрация также уменьшаются.

Перевыпас уничтожает травяной покров. За счет указанных действий произошло опустынивание 61% плодородных земель засушливых районов, в частности: в Южной Африке -- 80%, Западной и Южной Азии -- 82--83%, азиатской части бывшего СССР -- 55% и т. д. Ежегодно превращается в пустыню 6 млн га природных почв. Сведение лесов. Лесной покров особенно эффективно предохраняет почву от эрозии и удерживает почвенную влагу, так как принимает на себя удары дождевых капель и позволяет впитываться в рыхлый, пахотный слой почвы, покрытый опалом. Кроме этого леса эффективно усваивают элементы питания, освобожденные при разложении детрита, т. е, рециркулируют их. Следовательно, вырубка леса не только приводит к эрозии почвы, но и обедняет ее биогенный состав. Сведение лесов происходит по трем основным причинам: освоение новых территорий под сельскохозяйственные угодья, получение древесины для строительства и бумажной промышленности, использование в качестве топлива.

К потере почвы  приводит и ее орошение -- искусственное снабжение водой пахотных земель. Орошение приводит к существенному увеличению сельскохозяйственной продукции в регионах, где осадков выпадает недостаточно, но часто приводит к засолению почвы (т. е. солености почвы, выходящей за пределы устойчивости растений), поскольку даже очень хорошая поливная вода содержит солей 500--600 мг/л. При испарении воды из почвы и транспирации через листья растений растворенные в воде соли остаются в почве. 30% орошаемых земель уже засолены. Засоление почвы приводит к ее опустыниванию (азиатская часть СССР засолена на 30%, в США -- на 22%, в Китае -- на 30%). Одной из причин падения богатейшей когда-то Римской империи было засоление и опустынивание ранее богатых пахотных земель. ветровая эрозия, вызываемая пыльными бурями. Ветер поднимает тучи пыли, почвы, песка, мчит их над широкими степными просторами, и все это оседает толстым слоем на землю и поля. Иногда наносы бывают до 2--3 м высотой. Дороги, деревья, крыши домов -- все под слоем пыли. Гибнут посевы и сады. Ветер выдувает слой почвы на 16--25 см, поднимает ее на высоту 1-3 км и переносит на огромные расстояния. Не раз уже фиксировался перенос пыльных бурь с Африканского континента на Американский. После пыльной бури, разразившейся на Северном Кавказе и в Восточной Украине, частицы почвы были обнаружены на снегу Финляндии, Швеции, Норвегии. В нашей стране пыльные бури наиболее часто поражают Нижнее Поволжье и Северный Кавказ.

Отличие ветровой эрозии от водной выражается в том, что первая не связана с условиями  рельефа. Если водная эрозия наблюдается при определенном уклоне, то ветровая может наблюдаться даже на совершенно выровненных площадках. При водной эрозии продукты разрушения перемещаются только сверху вниз, а при ветровой -- не только по плоскости, но и вверх. Важным отличием этих двух типов эрозии является то, что при ветровой эрозии происходит выдувание лишь механических элементов почвы, а при водной -- не только смываются частицы почвы, но одновременно происходит растворение в текущей воде питательных веществ, удаление их.

При интенсивной  эрозии промоины, рытвины, овраги превращают сельскохозяйственные угодья в неудобные  земли, затрудняют обработку полей.

Способы предотвращение разрушения почвы

А) Борьба с эрозией почвы

Сокращенная обработка. Метод сохранения почвы, который сегодня находит все  более широкое применение, несомненно, является сокращенная обработка. На самом деле это совокупность методов, предусматривающая круглогодичное выращивание какой-либо культуры на полях. Почву никогда не вспахивают и не оставляют обнаженной, чтобы  не подвергать ее ветровой и водной эрозии. Для уничтожения сорняков или предшествующей культуры применяют  гербициды. Семена новой культуры часто  высевают прямо по жнивью, используя  при этом специальные механизмы. Например, осенью можно высеять рожь посевную, весной убить ее гербицидом, а затем в остатки культуры ржи высеять кукурузу. Эти остатки  защищают землю от дождевых капель, замедляют скорость течения воды по полю и, таким образом, уменьшают  эрозию почвы.

Техника сокращенной  обработки может свести эрозию почвы  практически к нулю

Почвозащитные севообороты. Чтобы защитить почвы  от разрушения, необходимо правильно  определить состав возделываемых культур, их чередование и агротехнические  приемы. При почвозащитных севооборотах исключают пропашные культуры (так  как они слабо защищают почву  от смыва, особенно весной и в начале лета) и увеличивают посевы многолетних  трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо. Агротехнические противоэрозионные мероприятия. Почвы на склонах резко отличаются от почв на равнинных участках, поэтому и приемы земледелия в первом случае должны иметь специфический характер.

Наиболее  простыми мероприятиями по регулированию  поверхностного стока талых вод  являются вспашка, культивация и  рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности  параллельно основному направлению  горизонталей. Один из наиболее эффективных  почвозащитных приемов на склоновых  землях - замена отвальной вспашки  обработкой почвы без оборота  пласта, с сохранением на поверхности  обрабатываемого поля мульчирующего  слоя из стерни, растительных и пожнивных  остатков.

Б)Защита от загрязнений пестицидами

Защита почв от загрязнения тяжелыми металлами  базируется на совершенствовании производства. Например, на производство 1 т хлора  при одной технологии расходуют 45 кг ртути, а при другой – 14-18 кг. В перспективе считают возможным  снизить эту величину до 0,1 кг.

Новая стратегия  охраны почв от загрязнения тяжелыми металлами заключена также в  создании замкнутых технологических  систем, в организации безотходных  производств. Отходы химической и машиностроительной промышленности также представляют собой ценное вторичное сырье. Так  отходы машиностроительных предприятий  являются ценным сырьем для сельского  хозяйства из-за фосфора.

В настоящее  время поставлена задача обязательной проверки всех возможностей утилизации каждого вида отходов, прежде их захоронения  или уничтожения. Известкование почв уменьшает кислотность удобрений и растворимость свинца, кадмия, мышьяка и цинка. Поглощение их растениями резко уменьшается. Кобальт, никель, медь и марганец в нейтральной или слабощелочной среде также не оказывают токсического действия на растения.

Органические  удобрения, подобно органическому  веществу почв, адсорбируют и удерживают в поглощенном состоянии большинство  тяжелых металлов. Внесение органических удобрений в высоких дозах, использование  зеленых удобрений, птичьего помета, муки из рисовой соломы снижают содержание кадмия и фтора в растениях, а  также токсичность хрома и  других тяжелых металлов. Одно из основных условий охраны почв от загрязнения биоцидами – создание и применение менее токсичных и менее стойких соединений и внесение их в почву и уменьшение доз их внесения в почву. 

В) Борьба с минеральными удобрениями

Современное земледелие базируется на широком использовании  минеральных удобрений как основного  средства повышения плодородия почвы  и получения высоких урожаев  сельскохозяйственных культур. Однако, избыточное, недостаточно обоснованное, их использование приводит к загрязнению  почвы, а также накоплению их, в  продовольственных товарах, кормах, поверхностных и грунтовых водах.

Учитывая  это, нужен четкий контроль над правильным их использованием. Например, применение удобрений можно регламентировать агротехническими и санитарно-гигиеническими нормативами, нормой удобрений на единицу  площади, соотношением питательных  элементов для отдельных культур, сроками и способами внесения, и тому подобное. Одновременно рекомендуется сбалансировать азотные удобрения фосфорными и калийными, а в отдельных случаях и микроэлементами. Значительно уменьшить избыток нитратов в почве и растениях можно за счет соединенного внесения органических и минеральных удобрений, соломы, сидерации. Загрязнение почвы предопределено не только количеством внесенных минеральных удобрений, но и низкой культурой химизации земледелия, использованием несовершенных технологий выращивания сельскохозяйственных культур, а также применением примитивных машин.

Причиной  загрязнения почвы часто является использование как химических мелиорантов побочных продуктов промышленных предприятий (особенно цементных, серных и металлургических заводов), которые содержат большое количество балластных веществ, большинство из которых является токсичным. Например, для мелиорации солонцов часто используют фосфогипс как отходы химической промышленности. Однако к этому нужно относиться осторожно, потому что в фосфогипсе содержится фтор, который очень вредный для растений и животных.

Г) Охрана грунта от загрязнения экскрементами животных

 
Экскременты животных и птицы благодаря  высокому содержанию органического  вещества, а также питательных  элементов (фосфор, калий, микроэлементы) издавна считаются ценным удобрением. Однако внесение их в избыточных количествах, то есть в дозах, которые превышают  потребности растений, ведет к  нарушению механизма преобразования и может ухудшить свойства грунта (водопроницаемость, влагоемкость, содержимое кислорода, и др.), а, следовательно, и плодородие почвы. Исследования показывают, что внесение в почву экскрементов животных в дозах, которые превышают оптимальную (45 т/га на год), негативно отражается на плодородии почв и жизнедеятельности микроорганизмов и растений. Например, в грунте появляется избыток растворимых солей, которые могут задерживать рост, или вымываются в грунтовые воды. Вместе с экскрементами в почву попадают медь и мышьяк, которые добавляют в корм для птицы против некоторых заболеваний или для стимуляции роста. Нитраты, присутствующие в почве в избыточном количестве, могут мигрировать через грунтовой профиль к грунтовым водам, а также смываться поверхностными водами в процессе эрозии. Учитывая это, основными мероприятиями охраны почв от загрязнения экскрементами животных является нормируемое кормление животных и использование органических удобрений в оптимальных количествах.