Экологические проблемы малых водных экосистем

 

Удобрения являются средством  воздействия, как на величину урожая, так и на его качество. В зависимости  от видов удобрения, сроков и способов их внесения, сбалансированности соотношений  между основными элементами питания  будет зависеть качество выращенного  урожая сельскохозяйственных культур.

Для каждой группы культур  характерны основные параметры качества. Для группы зерновых культур основными  показателями качества является содержание белка, крахмала, клейковины и аминокислот. Проблему увеличения содержания белка  в зерне называют проблемой века. Крахмал наряду с сахарами служит основным энергетическим материалом и  источником образования сахаров  в процессе брожения теста, которое  в итоге определяет ценность хлеба, его калорийность. Увеличения содержания всех аминокислот способствует повышения  содержания белка.

Увеличение дозы  какого-нибудь элемента не всегда способствует улучшению его качества. Большую роль играет соотношения элементов питания удобрения. Высокое качество зерна зависит от соотношения азота и фосфора. Только при оптимальном их соотношении создаются условия для получения зерна хорошего качества.

Минеральные удобрения оказывают  определенное влияние на содержание сухого вещества в овощах. Азотные  удобрения как одни, так и на фоне фосфорных и калийных удобрений  снижают содержание витаминов С, фосфорные и калийные удобрения ослабляют отрицательное действие азотных, хотя полностью его не снимают и таким образом благоприятно влияют на образование витаминов С в овощах. Внесение полного минерального удобрения увеличивает содержание каротина в плодах томатов. Азот оказывает положительное влияние на биосинтез каротина, чего нельзя сказать о фосфоре и особенно калия. При оценки качества овощей существенное значение имеет содержание в них органических кислот. Внесение минеральных удобрений способствует их увеличению.

Применение минеральных  удобрений на луговых угодьях  в значительной степени сказывается  на изменении ботанического и  химического состава травостоя. Азотные удобрения способствуют увеличению в травостое злаковых, которые более конкурентно способны по сравнению с бобовыми. Применение фосфорных и калийных удобрений на лугах значительно увеличивает содержание бобовых трав в травостое.

Внесение удобрений наряду с изменением ботаническом составе травостоя способствует сильному изменению его химического состава. Различают прямое и косвенное действие удобрений на химическое содержание кормов. Прямое - это изменение соотношения вегетативных и генеративных побегов, листьев и стеблей, резкое различающихся по химическому составу. Под косвенным понимают изменение питательности в результате перемены ботанического состава.

На содержание протеина в  злаковом травостое особенно влияют азотные удобрения и их доза. Увеличение доз азота ведет к повышению  протеина[14]. 

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

1.4 Влияние животноводческих  объектов на загрязнение водной  среды 

 

При переводе животноводства на промышленную основу возникла проблема утилизации навозных стоков и бесподстилочного навоза. Вблизи животноводческих комплексов и ферм промышленного типа особую угрозу окружающей среде представляют скопления навоза, а также нитратное и микробное загрязнение почв, фитоценозов, поверхностных и грунтовых вод. Поэтому при выборе места для размещения животноводческих комплексов должны быть обоснованы возможности утилизации навоза и производственных стоков с учетом природоохранных требований. При этом учитывают орографические (геоморфологические), эдафические, метеорологические, гидрологические и гидрогеологические факторы, наличие и состояние лесной растительности, сельскохозяйственных угодий (для утилизации навоза в виде удобрений) и селитебных территорий [10].

Промышленная технология продуктов животноводства в большинстве  случаев предусматривает бесподстилочное содержание животных и гидравлические системы навозоудаления, что приводит к накоплению большого  количества жидких навозных стоков. Отходы животноводческих комплелексов (жидкий навоз, сточные воды) по степени загрязненности органическими веществами, бактериальной обменности, особенно кишечной палочкой, значительно превосходят хозяйственно-бытовые сточные воды и стоки предприятий пищевой промышленности. Они являются благоприятной средой для возбудителей болезней  ряда инфекционных  заболеваний[16].

В настоящее время основное направление обработки и утилизации отходов животноводства – использование  их для удобрения сельскохозяйственных угодий. При этом навоз предварительно разделяют на жидкую и твердую  фракции. Последняя после обеззараживания применяется в качестве органического удобрения. Использование жидкой фракции значительно сложнее, так как для этого необходимо строить специальные оросительные системы и выполнять комплекс природоохранных мероприятий. На крупных  свиноводческих предприятиях ввиду нехватки пригодных для орошения земель, строительство систем затруднено, поэтому их размещение и выбор мощности требуют наиболее продуманного решения.

Экологические исследования показали, что  в районах размещения животноводческих комплексов загрязнению подвергается как поверхностные, так и подземные воды. Основные причины – недостаток пригодных для орошения площадей, низкая надежность оросительной техники, несоблюдение технологии орошения и природоохранных мероприятий.

К перспективной технологии следует отнести естественную очистку  жидкой фракции навоза в биологических  прудах. Испытание этой технологии показало, что очищенные таким  образом сточные воды можно использовать повторно в системе уборки помещений и удаления навоза. Наилучшие результаты могут быть получены при комбинации биологических прудов с полями орошения.

Разработан и внедряется метод анаэробного сбраживания  жидкого навоза. Получаемый при этом биогаз можно использовать на производственные нужды предприятия, а твердую фракцию в качестве органического удобрения. При этом  способе переработке жидкий навоз полностью обеззараживается.

Ни одна из перечисленных  технологий не дает полной гарантии экологической  безопасности. Минимальный ущерб  для окружающей среды может быть получен при комплексном решении  этого вопроса[9].

Вблизи животноводческих комплексов и ферм промышленного  типа особую угрозу окружающей среде  представляют скопления навоза, а  также нитратное и микробное  загрязнение почв, фитоценозов, поверхностных  и грунтовых вод. Например, на молочных фермах промышленного типа годовой  выход навоза составляет в среднем 25.55 тыс. т. на 1 тыс. голов.

Животноводческие комплексы  становятся мощным фактором негативного  воздействия на окружающую среду  в результате накопления в них  огромного количества бесподстилочного навоза и наводных стоков. Достаточно сказать, что микробное и общее загрязнения в районе расположения таких комплексов в 8-10 раз превышают естественный фон загрязнения почвенного и снежного покрова.

Загрязнение почв, снежного покрова и вод местного стока  биогенными элементами влечет за собой  соответствующие изменения показателей  качества фитомассы культур на сельскохозяйственных угодьях,  примыкающих к животноводческим фермам и комплексам.

На участке склона, примыкающем  к  свиноферме, максимальное содержание нитратов обнаружено в травах, размещенных у подошвы склона – в местах возникновения делювиальных шлейфов почвогрунта и навозных стоков. Скармливание скоту таких трав может вызвать нитратное отравление[10].

В ряду факторов, способствующих увеличению потерь биогенов, уместно отметить следующие:

-отсутствие или недостаточная  емкость специальных навозохранилищ и жижесборников при фермах и комплексах, что приводит к необходимости частого вывоза навоза на поля, однако из-за нехватки транспорта это, как правило, не осуществляется;

-размещение ферм и  комплексов в непосредственной близости от уреза воды, что приводит к прямому выносу биогенных веществ в водотоки;

-вывоз навоза на поля  в зимний период (по снегу), что в условиях снеготаяния способствует интенсивному смыву биогенных веществ талыми водами;

-несвоевременная перепашка  вывезенных на поля удобрений, что вызывает миграцию биогенных веществ по водосбору и их смыв поверхностным стоком в ближайшие водотоки;

-несовершенная технология  компостирования и хранения навоза, что вызывает миграцию биогенных веществ по рельефу местности;

-доставка удобрений на  поля на необорудованной для этой цели технике, что приводит к их потерям по дороге от хранилищ к угодьям;

-отсутствие подготовленных  складов  для минеральных удобрений, что вызывает их потери во время хранения.

Наряду с перечисленными факторами на уровень технологических потерь влияют и физико-географические условия местности, причем их значение для различных природных зон, районов и хозяйств варьирует в широких пределах[16].  

Снизить загрязняющее влияние  животноводческих комплексов на прилегающую территорию можно в результате правильного проектирования технологии производства и застройки ферм. Для этого необходимо:

-отказаться от строительства  комплексов по откорму крупного  рогатого скота свыше 3 — 5 тыс.голов, свиноводческих - свыше 24 — 27 тыс.голов, а также комплексов с системами навозоудаления на гидросмыве;

-сократить число животных  на ферме, в отдельных помещениях, секциях;

-включить в технологию  содержания животных принцип  "все пусто - все занято" и  предусматривать профилактические перерывы с целью постоянного поддержания высокой санитарной культуры;

-практиковать проведение  общих ветеринарно-санитарных мероприятий,  способствующих снижению количества  микрофлоры в помещениях и  предупреждению разноса их;

-вокруг комплексов и  на их территории создавать  санитарно-защитные зеленые зоны;

-максимально снизить  расход воды на удаление навоза, шире использовать механические  способы его удаления; 

-использовать в качестве  подстилочного материала соломенную резку, позволяющую создавать теплое ложе и значительно повысить качество навоза. Обеззараживание навоза производить естественным, экологически безопасным биотермическим способом, для чего организовывать на каждой ферме цеха для его утилизации;

-усилить гигиенический  контроль за качеством проектирования, обязательно проводить комиссионную экологическую экспертизу проектов ферм и комплексов.

Животноводческие фермы  и комплексы отделяют санитарно  – защитными зонами от жилой застройки  сельских населенных пунктов[9]. 

 

2. Основная часть  

 

2.1. Характеристика  объектов загрязнения на водосборной  территории 

 

Основными источниками биогенной  нагрузки в пределах аграрных территорий являются: с-х угодья (пашня, сенокосы, пастбища); объекты животноводства (помещения для содержания скота, отстойники сточных вод, навозохранилища и жижесборники); склады минеральных удобрений; сельские населенные пункты, а также естественный растительный покров (леса, луга, болота) и атмосферные осадки.

Комплексное изучение динамики биогенных веществ в природно-аграрных системах наряду с антропогенными источниками биогенной нагрузки предусматривает учет таких факторов, как эрозия почв, атмосферные осадки и естественный растительный покров. (Табл. 1) 

 

Таблица 1- Характеристика источников поступления биогенных  веществ в водную экосистему

Номер субводосбора	Наименование источника	Площадь, га	Расстояние до водной экосистемы	Тип почв	Уклон участка
1.	1. Кукуруза-1	87	520	суглинки	2,7
2. Лен-долгунец-1	95	1120	суглинки	2,7
3.Озимая пшеница	106	600	суглинки	2,6
4. Лен-долгунец-2	67	600	суглинки	2,6
5. кукуруза-2	69	240	суглинки	2,6
6.озимый рапс	68	760	суглинки	2,6
7. яровая пшеница	118	2280	суглинки	3,8
8. кукуруза-4	96	1800	суглинки	3,8
9. многол. травы	111	1200	суглинки	3,0
10.лен-долгунец-3	94	440	суглинки	3,0
11.лен-долгунец-4	128	3000	суглинки	4,2
12. яровой ячмень	102	2680	суглинки	3,9
13. гречиха	78	680	суглинки	3,7
14. подсолнечник	69	3600	суглинки	4,2
15. картофель	121	2280	суглинки	3,9
16.овес	106	800	суглинки	3,7
17.оз. тритикале	125	2400	суглинки	4,1
18.кукуруза-3	127	1400	суглинки	3,8
19. лес смешанный-1	22	320		2,7
20. лес смешанный-2	82	400		3,8
21.лес смешанный-3	138	2400		4,3
22. населенный пункт (4120 чел.)	105	5400
23. свинов. комплекс	46	3200
24. естеств. сенокосы	101	3400	суглинки	4,1
?=2261
2.	1. овес	175	1120	глинистые	2,7
2. мн. травы	131	880	глинистые	2,7
3. озимая рожь	141	2120	глинистые	3,8
4. смешанный лес-1	79	280
5. смешанный лес-2	61	200
6. естеств. сенокосы-1	184	2080	глинистые	3,8
7. естеств. сенокосы-2	74	3400	глинистые	3,8
?=845
3.	1. картофель	230	2120	супеси	2,0
2. мн. травы	74	880	супеси	1,9
3. яровой ячмень	140	400	супеси	2,0
4. хвойный лес	29	80
5. лиственный лес-1	32	400
6. лиственный лес-2	169	1800
7. естеств. сенокосы	122	960	супеси	1,6
8. насел. пункт (380 чел.)	40	1120
9. ферма КРС (220 голов)	16	800
10. болото-1	6	40
11. болото-2	30	80
? =888
4.	1.озим. тритикале	68	400	торфяно-болотные	1,4
2. лук	28	1040	торфяно-болотные	1,5
3.свекла	17	600	торфяно-болотные	1,5
4.морковь	35	200	торфяно-болотные	1,5
5. огурец	19	200	торфяно-болотные	1,5
6. томат	16	680	торфяно-болотные	1,5
7. капуста	37	400	торфяно-болотные	1,5
8.яровой овес	108	1880	торфяно-болотные	2,4
9.естеств. сенокосы-1	81	320	торфяно-болотные	2,0
10. естеств. сенокосы-2	100	1320	торфяно-болотные	2,1
11. естеств. сенокосы-3	241	680	торфяно-болотные	1,6
12. кустарники-1	18	120
13. кустарники-2	91	280
14. насел. пункт (360 чел.)	56	1120
15. комплекс КРС (2100 голов)	51	800
?=966
5.	1. кукуруза	83	520	супесь	1,7
2. озимая рожь	134	1000	супесь	1,8
3. картофель	100	1040	супесь	1,9
4. многол. травы	96	1120	супесь	1,9
5. смешанный лес	285	1600
6. болото-1	26	320
7. болото-2	21	160
8. болото-3	96	400
?=841