close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1232.Сельскохозяйственная экология (в аспекте устойчивого развития)

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
ЭКОЛОГИЯ
(в аспекте устойчивого развития)
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Ставрополь
2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 631.95
ББК 20.1
С29
Рецензент
доктор биологических наук, профессор
Б. К. Котти
С29
Сельскохозяйственная экология (в аспекте устойчивого
развития) : учебное пособие / сост. А. Н. Есаулко, Т. Г. Зеленская,
И. О. Лысенко, Е. Е. Степаненко, Т. А. Кознеделева ;
Ставропольский государственный аграрный университет. –
Ставрополь, 2014. – 92 с.
Составлено в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки
022000 – Экология и природопользование (квалификация (степень) – магистр),
включают краткий курс лекций, методические разработки к практическим
занятиям, оценочные средства для текущего и итогового контроля знаний,
которые позволяют сформировать профессиональные компетенции в научноисследовательской, проектно-производственной, экспертно-аналитической и
контрольно-ревизионной деятельности. Рассматриваются вопросы современного
состояния сельских территорий и механизмы формирования их устойчивого
развития.
Предназначено для слушателей магистратуры направления 022000.68 –
Экология и природопользование в качестве основного литературного источника
по дисциплинам «Сельскохозяйственная экология» и «Устойчивое развитие
сельскохозяйственных территорий», а также для аспирантов, обучающихся по
шифру специальности: 03.02.08 Экология (по отраслям), практиков в области
экологии и природопользования.
УДК 631.95
ББК 20.1
©
ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный
аграрный университет, 2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ПРЕДИСЛОВИЕ
Сельскохозяйственное производство является одной из
древнейших форм антропогенного воздействия на окружающую
среду.
Качественные изменения в воздействии сельскохозяйственного
производства на окружающую сферу стали происходить с середины
XIX века, когда в странах Западной Европы и Северной Америки с
каждым годом все больше стали применяться средства механизации и
химизации.
В настоящее время сельскохозяйственное производство
промышленно развитых стран базируется в основном на
невозобновляемых материально-энергетических ресурсах.
Методы ведения сельского хозяйства в течение длительного
периода являлись важнейшими факторами, определяющими характер
землепользования в сельских районах и качество окружающей среды.
Однако, лишь сравнительно недавно экологические последствия
сельскохозяйственной деятельности стали предметом тщательного
научного и практического изучения.
За последние десять-пятнадцать лет задачи охраны окружающей
среды приобретают все возрастающее значение, становится ясным,
что для их решения почти во всех промышленно развитых странах
могут потребоваться существенные изменения, как в системах
ведения сельского хозяйства, так и в сельскохозяйственной политике.
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
I. КУРС ЛЕКЦИЙ
ЛЕКЦИЯ 1.
ТЕМА: УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ И СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
1.Исторический аспект
Сельскохозяйственное производство является одной из
древнейших форм антропогенного воздействия на окружающую
среду. До середины XIX в. это воздействие носило в основном
механический характер.
Для поддержания жизни одного первобытного охотника или
рыболова было необходимо 2,6 тыс. га земли. Первичные системы
земледелия базировались на подсечно-огневом способе возделывания
земель и экологические проблемы носили временной характер,
поскольку, несмотря на видовые изменения, экосистемы
восстанавливались естественным способом и вступали в равновесие с
окружающими первичными экосистемами.
Более серьезные экологические проблемы возникали в
стационарных системах земледелия, сформировавшихся в границах
древних цивилизаций.
Продуктивность стационарных агроэкосистем в значительной
мере поддерживалась и обеспечивалась развитием ирригационных
систем, террасированием склонов, селекцией сельскохозяйственных
культур, созданием животноводческих ферм.
Качественные изменения в воздействии сельскохозяйственного
производства на окружающую сферу стали происходить с середины
XIX века, когда в странах Западной Европы и Северной Америки с
каждым годом все больше стали применяться средства механизации и
химизации. В настоящее время сельскохозяйственное производство
промышленно развитых стран базируется в основном на
невозобновляемых материально-энергетических ресурсах.
Развитие сельского хозяйства в XX в. приняло качественно иной
характер, в связи с чем возникли новые экологические проблемы. Эта
тенденция затронула страны Западной Европы, Северной Америки и
Японию. В настоящее время в промышленно развитых странах в
сельскохозяйственном
производстве
потребляется
87%
затрачиваемых коммерческих топливно-энергетических ресурсов,
83% парка тракторов и зерноуборочных комбайнов, 60%
производимых минеральных удобрений и 64% пестицидов.
Механизация и химизация сельскохозяйственного производства, а
также рост технической оснащенности других сфер АПК позволили в
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
большинстве промышленно развитых стран создать системы,
стабильно обеспечивающие население продуктами питания и их
экспорт. Такое развитие имело, однако, и значительный негативный
аспект, выражавшийся в деградации почвы, загрязнении
поверхностных, грунтовых вод и почвенного покрова химическими
удобрениями, пестицидами, нефтепродуктами.
В сельской местности природоохранные мероприятия были
направлены
на
ликвидацию
последствий
загрязнений,
непосредственно связанных с сельскохозяйственным производством и
внешним загрязнением со стороны других отраслей экономики.
Параллельно стали развиваться новые формы сельского хозяйства,
направленные на достижение равновесия с окружающей средой. В
результате, в большинстве развитых стран за последние 20 – 25 лет
удалось в значительной степени снизить остроту экологических
проблем в АПК.
По оценкам ФАО, пять основных естественных факторов
ограничивают пространственное распространение сельхозугодий. К
ним относятся: засуха; минеральный стресс (избыток или дефицит
определенных химических соединений и микроэлементов);
недостаточная
мощность
плодородного
слоя
почвы;
водообеспеченность; вечная мерзлота.
В глобальном масштабе засухе подвержено 28% площадей суши
(исключая Антарктиду), минеральному стрессу – 23%, 22% площадей
суши характеризуются недостаточной мощностью плодородного слоя
почвы, 10% – недостаточно водообепечено и 6%-находятся в районах
вечной мерзлоты. Таким образом, если абстрагироваться от влияния
других видов антропогенной деятельности, только 11% площади
суши по-настоящему пригодны для сельскохозяйственного
использования. Необходимо отметить, что в промышленно развитых
странах обеспеченность такими землями значительно выше, чем в
развивающихся. Например, в Европе уровень обеспеченности
составляет 36%, в Северной Америке – 22%. Учитывая быстрый рост
мирового населения и тот факт, что средства интенсификации
сельскохозяйственного производства еще не могут обеспечить
адекватное
производство
сельскохозяйственной
продукции,
человечество сталкивается с необходимостью вовлекать в
сельскохозяйственное использование земли, на которые действуют
одно или сразу несколько указанных ограничений. В последние 20 лет
площадь сельхозугодий на земном шаре продолжала увеличиваться,
хотя темпы роста по сравнению с первой половиной XX века
замедлились.
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Методы ведения сельского хозяйства в течение длительного
периода являлись важнейшими факторами, определяющими характер
землепользования в сельских районах и качество окружающей среды.
Однако, лишь сравнительно недавно экологические последствия
сельскохозяйственной деятельности стали предметом тщательного
научного и практического изучения. За последние десять-пятнадцать
лет задачи охраны окружающей среды приобретают все
возрастающее значение, становится ясным, что для их решения почти
во всех промышленно развитых странах могут потребоваться
существенные изменения, как в системах ведения сельского
хозяйства, так и в сельскохозяйственной политике.
Ограничения, накладываемые на сельское хозяйство и
обусловленные необходимостью защиты окружающей среды не
являются чем-то совершенно новым ни с теоретической, ни с
практической стороны. История подтверждает, что с момента
возникновения
древнейших
цивилизаций
распространение
земледелия на экологически уязвимые почвы приводило к их эрозии,
деградации и потере для земледелия. По мере внедрения в сельское
хозяйство интенсивных методов его ведения беспокойство стало
вызывать также и качество продовольствия, воды и воздуха,
состояние ландшафтов и среды обитания растительного и животного
мира.
К числу проблем, вызывающих наибольшую озабоченность,
относятся:
– загрязнение поверхностных и подземных водных ресурсов в
результате проникновения отходов животноводства, а также
некоторых азотосодержащих и фосфатных удобрений и пестицидов;
– эрозия и уплотнение почвы, несбалансированное осушение
сильно увлажненных земель;
– загрязнение воды и воздуха крупномасштабным производством
навоза (комплексы);
– утрата природно-исторических ландшафтов, рекреационных
мест, уменьшение биологического разнообразия в связи с
ухудшением и утратой среды обитания растительного и животного
мира, и вывод из оборота в промышленных и строительных целях
маргинальных сельхозугодий.
2. Сельское хозяйство в условиях техногенеза
Антропогенный фактор, действие которого может проявляться и
косвенно, посредством глобальных изменений в атмосфере, является
решающей причиной ускоренной деградации почв и экосистем.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Реакция пахотных почв на изменения климата будет более быстрой и
резкой, чем в природных экосистемах. В современных условиях
разрушение почвенного покрова и ландшафтов происходит примерно
в 100 раз быстрее, чем их формирование в ходе эволюции природной
среды. Хотя почвенный покров экосистемы имеет определенный
запас устойчивости к различным формам антропогенной нагрузки,
уровень последней может достигать такого предела, за которым
перестройка свойств и функций почвы становится неуправляемой и
необратимой, в результате чего деградация почвы в локальных
масштабах достигает катастрофического состояния. Только за
последнее десятилетие абсолютная доля потерь органического
вещества в неподверженных эрозии черноземах составила
приблизительно 0,4–0,8%. Убыль гумуса в верхнем горизонте
дерново-подзолистой почвы с 8-польным льняным севооборотом
составила за последние 40 лет 13–22 т/га или 30-35% от
первоначального. В пахотных черноземах разной степени
эродированности, несмотря на применение минеральных и
органических удобрений, содержание гумуса снизилось по сравнению
с целиной с 10,9 до 6,4%, что указывает на их переход из разряда
тучных в малогумусовые. Согласно оценкам ЦИНАО, 13,9% всех
пахотных земель России имеют сильнокислый рН, а 53,6% относятся
к средне- или слабокислым и требуют обязательного известкования.
Антропогенная эрозия – типичный природохозяйственный процесс,
ведущий к деградации земель, переформированию пойм малых рек и
загрязнению стока. В случае предельного развития овражной сети,
площадь земель полностью или частично не пригодных для
сельскохозяйственного производства, может достигнуть 20–50% от
всей площади водосборов. Водная эрозия может быть
внутрипочвенная, причиной чего является течение воды по
макропорам и поверхностная. Эрозионные процессы приводят к
потерям продуктивной влаги на склоновых почвах, смыву твердой
фазы и выносу биогенных элементов, из-за чего снижается или
полностью утрачивается плодородие, интенсивному росту оврагов и
сокращению пригодных для земледелия площадей, заплыванию русел
рек и озер, а также к их эвтрофикации. Эрозионный ущерб наиболее
часто проявляется в результате увеличения площадей под посевами
кукурузы и подсолнечника, расширения размеров полей, образования
следов техники на поверхности почвы и плужной подошвы,
препятствующих просачиванию воды. Подверженность почвы
ветровой эрозии зависит от микрорельефа поверхности, состава
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почвенных агрегатов, их твердости, плотности, наличия почвенной
корки.
После столетнего выращивания культур на участке с пылеватым
суглинком, расположенном на склоне 0,5–3%, верхний слой почвы
под монокультурой кукурузы уменьшился на 56%, тогда как в
вариантах с тимофеевкой и шестипольным севооборотом только на
30%, что связано с ограничением эрозионных процессов.
Антропогенная и природная эрозия – это уже конечный этап
зримой
деградации
почвы:
которому
предшествуют
ряд
промежуточных, но не менее разрушительных процессов, один из
которых агрофизическая деградация их микро- и макроструктуры,
проявляющееся в повышении «подвижности» почвенной массы при
изменении влажности. Предпосылкой уменьшения прочности
структуры является разбалансированность круговорота органического
вещества, неблагоприятные методы агротехники, увеличение доли
зерновых культур в севообороте взамен многолетних трав и бобовых.
В качестве диагностического показателя деградации структуры
используется коэффициент водоустойчивости, характеризующий
динамику распада почвенного агрегата на водопрочные отдельности в
интервале разных влагоемкостей.
Неудовлетворительное состояние отдельных свойств и режимов
почвы современных агроэкосистем, большая часть которых на
территории России расположена в природно-климатических зонах с
неустойчивым и недостаточным естественным увлажнением, требует
проведения комплекса мелиоративных работ, которые в силу
объективных и субъективных причин перешли из разряда
вспомогательных в самостоятельный вид сельскохозяйственной
деятельности, со своими позитивными и негативными эффектами.
Действительно, предотвращение деградационных процессов почвы
путем рассоления, рассолонцевания, ощелачивания или подкисление
и устранение лимитирующих рост растений дефицита или избытка
влаги за счет орошения или дренажа увеличивает устойчивость и
стабильность агроэкосистем, обеспечивая рост продуктивности
культур до уровня, получаемого в данной зоне при оптимальных
условиях. Однако, из-за теоретических просчетов в построении
мелиоративной концепции, смещения приоритетов в стратегии и
тактике мелиорации почв, шаблонного применения мелиоративных
схем без учета ландшафтно-геохимического и почвенноэкологических особенностей регионов, необеспеченности орошаемых
площадей дренажной сетью и преимущественного регулирования
водно-солевого режима почвы объемами водоподачи, недостаточного
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
контроля за качеством поливной воды, повсеместного нарушения
рекомендованных технологий и несовершенства техники расширения
мелиоративных работ сопровождается рядом негативных явлений в
локальном и региональном масштабах. Из 5,8 млн. га орошаемых
земель России около 12% площадей земель находятся в
неудовлетворительном состоянии, а более чем 75% площадей
требуют улучшения мелиоративного состояния в виде дренажа,
промывки, химической мелиорации, планировки и реконструкции.
Отрицательные последствия орошения достигают таких масштабов,
что приводят к потере почв как объекта земледелия. Так, к 1988 г.
только на территории России из орошаемого фонда в степной зоне
было списано 626 тыс. га орошаемых земель. Особенно велика
опасность деградации почв при их вовлечении в рисосеяние,
поскольку в этом случае происходит резкая смена экологии почв и,
как следствие, изменения направленности основных процессов с
преобладанием элювиально-глеевого горизонта.
Эффективность оросительной мелиорации с целью управления
водным балансом агроэкосистемы существенно ограничивается
несоответствием
режимов
влажности,
оптимальных
для
почвообразования и продукционного процесса растений. Ориентация
орошения на поддержание оптимальной влажности почвы не
позволит получить запланированный урожай, в другом случае –
ухудшаются процессы гумусообразования.
Таким образом, оросительная мелиорация, призванная повысить
устойчивость агрофитоценозов к неблагоприятным климатическим
факторам, таит в себе опасность полного разрушения
агроэкосистемы. Однако, степень негативных последствий может
быть существенно ослаблена за счет насыщения севооборотов
многолетними травами, исключения монокультур риса или
пропашных культур, внесения органических удобрений, выбора
наиболее рациональных способов агротехники по обработке
орошаемых земель, оптимизации режимов орошения улучшения
качества оросительных систем и поливных вод, совершенствования
мелиоративной техники. Основными показателями деградации
земель, загрязненных ядохимикатами, является снижение их
плодородия, ухудшение санитарного состояния, унификация
микробного сообщества. К основным источникам, вызывающим
химическое
загрязнение,
относятся
пестициды,
удобрения,
промышленные выбросы, насыщенные азотом, серой, фтором,
тяжелыми металлами, сточные воды и их осадки, разливы нефти и
нефтепромысловые воды.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Только за счет кислотных дождей, образующихся из-за
серосодержащих
выбросов
теплоэлектростанций,
скорость
3
химической денудации почвы оценивается в 2,5x10 мм/год. В
индустриальных зонах, а иногда и на значительном удалении от них,
выпадаемые атмосферные осадки представляют собой ненасыщенные
растворы серной, азотной и соляной кислотой или их солей. В
атмосферных осадках обнаружено присутствие галогенизированных и
ароматических углеводородов, гербицидов и инсектицидов.
Выпадение кислых осадков приводит к разному увеличению
концентрации растворенного и адсорбированного алюминия в почве,
вымыванию из верхних горизонтов кальция, магния, калия,
подавлению нитрификационных процессов и ограничению процессов
гумификации-минерализации. Почвы теряют свои биохимические
свойства,
происходят
изменения
организации
микробного
сообщества. Уровень загрязнения почв минеральными формами азота
в зоне регулярных выбросов в атмосферу отходов и побочных
продуктов производства азотных удобрений зависит в первую
очередь от расстояния до источника загрязнения, общего фона
загрязнения атмосферы, метеорологических условий и химических
свойств самой почвы.
Наблюдения за концентрациями в почве и растениях фтора и
серы в зоне химического завода показали значительное превышение
фоновых их уровней на расстоянии 10–15 км. В ближней к источнику
выбросов зоне концентрация валового и растворами фтора достигает
до 2200 и 85 мг/кг почвы соответственно. Источником интенсивных
твердых и газообразных выбросов серосодержащих соединений
являются многочисленные тепловые электростанции. Так, в районе
Новочеркасской ГРЭС в течение года с твердыми выпадениями
поступает около 24 м2 соединений серы.
ЛЕКЦИЯ 2
ТЕМА: ОПТИМИЗАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ И УСТОЙЧИВОСТЬ
АГРОЭКОСИСТЕМ
1. Агроэкосистемы. Общие понятия
Расширение масштабов сельскохозяйственного производства,
изменение его структуры, совершенствование и усложнение
технологии как земледелия, так и животноводства сменили стереотип
сельского хозяйства как естественно-природного процесса на
антропогенный (особенно явно проявляющийся в растениеводстве
закрытых грунтов). Однако в целом для планеты развитие сельского
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
хозяйства в ближайшей перспективе так и будет определяться
наличием природного базиса.
Для оценки сельскохозяйственной значимости природного базиса
на основе определения природно-ресурсного потенциала в настоящее
время используется ресурсный (географический) подход, так как
сложно даже для небольшой территории в идентичных единицах
представить все природное богатство с учетом его количественных и
качественных характеристик.
Потенциал природно-ресурсный (ПРП) – это способность
природных систем без ущерба для себя отдавать необходимую
человечеству продукцию или производить полезную для него работу
в рамках хозяйства данного исторического типа. Природноресурсный потенциал как часть природных ресурсов может быть
реально вовлечен в хозяйственную деятельность при данных
технических и социально-экономических возможностях общества с
условием сохранения среды жизни человечества.
Природно-ресурсный
потенциал
сельскохозяйственного
производства представляет собой совокупность природных ресурсов,
условий, явлений и процессов, которая является территориальной и
ресурсной базой для развития сельского хозяйства.
Территориальной базой современного сельскохозяйственного
производства в преобладающей степени остаются земельнопочвенные ресурсы. Земельно-ресурсный потенциал – это одна из
составляющих ПРП, характеризующаяся способностью земельных
площадей давать определенную земледельческую продукцию,
используемую человеком как продовольственные, кормовые,
технические, сырьевые, лекарственно-сырьевые ресурсы. Это не
единственный, но преобладающий способ (сравни аквакультура,
марикультура), основанный на биологической продуктивности,
реализуемой через включение земельно-почвенного потенциала в
сельскохозяйственный оборот (использование).
Земельные ресурсы планеты составляют 12,9 млрд.га, или 86,5%
площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе
сельскохозяйственных угодий мира занимают около 1,5 млрд. га
(10%), сенокосы и пастбища имеют площадь 3,74 млрд. га (25%). Для
сельскохозяйственного использования главным свойством земельных
ресурсов является наличие почвенного покрова. Как важнейшее
природное образование, он представляет основной источник
получения продовольственных ресурсов (95–97% продовольственных
ресурсов населения планеты). Различными исследователями общая
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
площадь пахотнопригодных земель планеты оценивается от 2,5 до 3,2
млрд. га.
Земельный фонд планеты – площадь суши земного шара,
доступная для хозяйственного использования. Общая площадь суши
на Земном шаре составляет 149 млн. км2, но из них 14 млн. км2 занято
ледниками. Таким образом, при современном уровне техники
человечеству для хозяйственного использования доступны 134 млн.
км2 (13,4 млрд. га). Однако из них тундровые и лесотундровые
территории составляют 17 млн. км2, общая площадь пустынь
примерно равна 15 – 20 млн. км2 (11 – 14%). По данным ФАО,
распахано и обрабатывается около 1,5 млрд. га, т.е. 10,8%
потенциально пригодной к использованию суши. Луга и пастбища
занимают почти 3 млрд. га (22,3%).
По
мнению
экспертов
ООН,
к
2000
году
для
сельскохозяйственного производства может быть потеряно до 650 –
700 млн. га земель, они предполагают, что используя новейшую
технику и технологию в земледелии, человечество может ввести в
активный сельскохозяйственный оборот приблизительно такое же
количество земель, какое обрабатывается в настоящее время, доведя
распаханность суши до 20 – 25%. Один из источников расширения
площадей сельскохозяйственных угодий – леса, под которыми занято
4 млрд. га.
Распаханность земель по странам и континентам крайне
неодинакова. Например, в Бразилии она составляет 1,1%, в Австралии
– 1,2, Африке – 9, Индии – 30,1, Европе – 31, на острове Ява
(Индонезия) –70%. Дальнейшее освоение земель для нужд сельского
хозяйства диктуется, прежде всего, необходимостью обеспечения
быстрорастущего народонаселения Земли продуктами питания, а
также потерями части используемых в сельскохозяйственном
производстве угодий (опустынивание, деградация почв, занятие
сельскохозяйственных земель под огороды и другие населенные
пункты, под промышленные предприятия, водохранилища и др.).
Однако предназначаемые под распашку и освоение земли, как
правило, малопригодны для сельского хозяйства. Для их
окультуривания требуются большие материальные затраты, сложные
мелиоративные работы. Освоение новых земель, особенно за счет
сведения лесов, сопряжено с нарушениями экологических систем,
изменениями воднопочвенного режима, а в ряде случаев с
трудностями природно-климатического и технико-экономического
характера, поэтому ученые считают, что наиболее целесообразно
направлять усилия не на освоение новых земель, а на повышение
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
продуктивности и предотвращение потерь в сельском хозяйстве на
ныне используемых угодьях.
Пригодность земельных ресурсов для использования под пашню
определяется характером рельефа, качеством почв, климатическими
условиями. Главным ограничивающим условием можно назвать
уклоны поверхности почвы. Хотя некоторые плантационные
культуры (чай) возделываются на крутых склонах (до 20°), все
основные массивы пахотных земель планеты приурочены к равнинам
и плато. В целом площадь равнинных земель, пригодных для
обработки, составляет около 40% площади суши планеты. Однако это
теоретически возможная площадь, практически распахать эти земли
нет возможности и смысла, так как часть из них занята вечной
мерзлотой, с крайне недостаточными термическими ресурсами. А
наиболее благоприятная площадь должна оставаться под лесами –
основным регулятором круговорота влаги и биофильных элементов.
При характеристике почвенно-земельных ресурсов учитывается
ряд их природных свойств. При сельскохозяйственном освоении
территории особенно важна оценка качества почв, их плодородия в
сочетании с биоклиматическим потенциалом.
В расчете на душу населения в начале 70-х годов XX века
пахотные земли, луга и пастбища составляли около 1 га. Однако эта
средняя величина неуклонно снижалась в связи с ростом
народонаселения планеты и выбытием части угодий из
сельскохозяйственного оборота. Ежегодные потери составляли от 5
до 7 млн. га угодий различного вида, особенно нежелательны эти
процессы в отношении пашни. Пятнадцать лет назад душевая
обеспеченность пашней населения Земли достигала 0,5 га; в
настоящее время этот показатель снизился и не достигает 0,3 га в
среднем на жителя планеты. Отмечается уровень удельной пашни на
человека от очень низкого (Япония – 0,04 га) до высокого (Канада –
1,4 га).
Для России обеспеченность пашней достигает 0,8 га на человека.
Земельный фонд Российской Федерации на начало 1993 года
составлял 1709,6 млн. га. Он включает следующие составляющие:
– земли сельскохозяйственных предприятий и граждан – 651 млн.
га (38,1%);
– земли населенных пунктов – 6,2 млн. га (0,4%);
– земли промышленности, транспорта, связи – 17,7 млн.га (1,0%);
– земли лесного фонда – 878,1 млн. га (51,4%);
– земли водного фонда – 18,1 млн. га (1,0%);
– земли природно-заповедного фонда – 20,7 млн. га (1.2%);
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– Земли запаса – 117,8 млн. га (6,9%).
В
динамике
земельных
ресурсов
как
потенциала
сельскохозяйственного производства явно выражена тенденция
сокращения количественных параметров, также ухудшения
качественных характеристик. Так, за последние четверть века
площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 12,4 млн. га, в
том числе пашня потеряла 2,3 млн. га плодородных площадей.
Причинами уменьшения площади сельскохозяйственных угодий
являются отвод земель под застройку городов, поселков,
промышленных объектов, а также нарушение и деградация
почвенного покрова.
Площади земель, нарушенных в результате добычи полезных
ископаемых, проведения строительных и геологоразведочных работ
исчисляются миллионами гектаров, в 1991 году они составляли 1,1
млн. га и более 50% этой площади ранее занимали
сельскохозяйственные угодья.
Высокий уровень потенциала почвенно-земельных ресурсов
России определяет площадь и состояние черноземов, их фонд
достигает 120 млн. га, здесь размещено более половины пашни и
производится почти 80% земледельческой продукции, хотя это всего
7% общей площади. Однако год от года возрастают площади
эродированных черноземов, в последние два десятилетия эти
площади расширялись на 250–300 тыс. га ежегодно, до 25–30 тыс. га
черноземов теряются в результате развития оврагов. В итоге на
многих расчлененных территориях с черноземными почвами более
50% распаханных земель эродированы.
Процессы ухудшения качественного состояния почв характерны
для всего сельскохозяйственного массива России: площадь
эрозионноопасных и подверженных эрозии сельскохозяйственных
угодий составляет 124 млн. га, из них 87,3 млн. га пашни. Общая
площадь оврагов превысила 2,4 млн. га, 26,2 млн. га пашни
расположено на смытых почвах, 2,1 млн. га подвержено совместному
действию ветровой и водной эрозии, 7,9 млн. га дефлировано, всего
дефляционно-опасными являются 44 млн. га.
Картину резкого падения потенциала почвенно-земельных
ресурсов дополняет и деградация пастбищных земель, которая
происходит как в тундровой зоне, так и в южных районах.
Ненормированный выпас и перегрузка оленьих пастбищ скотом,
нарушения почвенного и растительного покрова при освоении
месторождений полезных ископаемых Севера, неконтролируемый
бездорожный проезд автотранспорта за 1965-1990 гг. сократили
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
площадь оленьих пастбищ на 20,2 млн. га. В Астраханской области
площадь деградированных пастбищ составляет 1,3 млн. га, из них 250
тыс. га подвижных песков. В Калмыкии более 4,9 млн. га подвержено
опустыниванию, в стадии очень сильного опустынивания находится
1,8 млн. га. Значительное снижение природно-ресурсного потенциала
сельскохозяйственного производства происходит в результате
снижения продуктивности почв на больших площадях из-за
уменьшения содержания гумуса. За последние 20 лет запасы гумуса
сократились на 30%, ежегодные его потери в целом по Российской
Федерации составляют астрономическую цифру: 81,4 млн.т =
81.400.000.000 кг в год.
Данные агрохимических исследований свидетельствуют о
катастрофичности динамики этих процессов: гумусированность
черноземов центральных черноземных областей за последнее
столетие снизилась почти вдвое – от 14 до 7%.
2. Формирование устойчивых агроэкосистем
Рассматривая
предпосылки
формирования
устойчивых
агроэкосистем
необходимо
основываться
на
ландшафтноэкологическом подходе, который предполагает изучение природных
явлений и процессов и инвентаризацию их ресурсного потенциала;
оценку природных систем применительно к возможным видам
использования; прогнозирование вероятных изменений природных
комплексов в результате их использования; разработку подходов к
управлению процессами изменения природных комплексов из-за
антропогенного воздействия, определение путей и способов их
регулирования; обоснование и разработку рекомендаций по
оптимизации агроландшафтов.
Природные системы (экосистемы) характеризуются рядом
свойств, определяющих их (систем) отношение к внешним
воздействиям. Это – целостность, устойчивость, эластичность,
инерция, емкость, допустимые пределы изменений.
Под целостностью понимается внутреннее единство экосистем,
обусловленное тесными взаимосвязями между составляющими их
компонентами.
Устойчивость
–
это
способность
самосохранения
и
саморегулирования в пределах, не превышающих определенных
критических величин (допустимых пределов изменений). Речь идет о
способности экосистем при внешних воздействиях (в том числе
антропогенных) сохранять свою структуру и основные функции.
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Особая роль здесь принадлежит биоте, которая трансформируя
абиотическую среду, смягчает внешние воздействия.
Различают резистентную и упругую устойчивость. В первом
случае имеется в виду свойство системы сопротивляться нарушениям,
поддерживать свою структуру и функции, во втором – способность
восстанавливать свое состояние (то есть важнейшие характеристики
на определенном временном интервале) после того, как структура и
функции системы были нарушены.
Под изменчивостью понимают способность экосистем под
влиянием внешних сил или факторов саморазвития переходить из
одного состояния в другое. По глубине трансформации систем
различают изменения в ходе функционирования, динамики и
развития. Функционирование – это совокупность процессов передачи
и превращения вещества и энергии, поддерживающая систему в
определенном
состоянии.
Здесь
происходят
небольшие
количественные изменения, которые носят ритмичный суточный и
сезонный характер. Динамика представляет собой обратимые
изменения, которые происходят в рамках структуры системы. Сюда,
например, относят многолетние периодические колебания, так
называемые «восстановительные смены». В процессе динамики по
сравнению с функционированием происходят более глубокие
изменения. Но они не ведут к качественной перестройке структуры, а
лишь медленно подготавливают ее. Развитие (эволюция) – это
необратимые изменения систем с коренной перестройкой структуры и
формированием новых ландшафтов, что связано как с внешними
воздействиями (природными и антропогенными), так и внутренними
ценотическими
(саморазвитие),
такие
экосистемы
теряют
устойчивость.
Эластичность природных систем – способность в некоторых
пределах менять свое состояние под влиянием внешних факторов и
возвращаться в исходное состояние при прекращении их действия.
Инерция – способность природных систем в некоторых пределах
противостоять действию внешних факторов без изменения своего
состояния.
Емкость – способность абсорбировать без изменения своего
состояния чужеродные воздействия внешних факторов (посторонние
вещества, избыточную энергию и т.п.).
Допустимые пределы изменений – максимальные и минимальные
критические величины параметров состояния природных систем,
внутри которых они обладают устойчивостью и не разрушаются.
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Важным условием повышения устойчивости экосистем (и
особенно агроэкосистем) служит разработка, совершенствование и
строгое соблюдение экологических нормативов, стандартов, правил и
других регламентов, регулирующих хозяйственную деятельность по
использованию ландшафтов.
Величины предельно-допустимых концентраций поллютантов,
устанавливаемые по степени вредности веществ или рефлекторной
реакции организма на них, являются наиболее распространенными
показателями состояния загрязненности природной среды.
Вместе с тем ПДК, ПДВ и другие аналогичные показатели далеко
не всегда учитывают особенности трансформации загрязняющих
веществ в природе, их способность накапливаться в биоте в
конкретных физико-географических условиях. Установленные для
отдельных природных компонентов они не дифференцированы по
регионам, малопригодны для ландшафтов в целом. В качестве более
приемлемых экологических нормативов могут служить предельно
допустимые экологические нагрузки (ПДЭН), полнее и убедительнее
отражающие внутренние свойства и потенциальные возможности
экосистем. Предельно допустимая нагрузка, как совокупность
внутреннего и внешнего воздействия, которая либо не меняет
качество окружающей среды, либо меняет его в допустимых
пределах, характеризует подверженность компонентов экосистемы
воздействию факторов, изменяющих ее устойчивость, а также их силу
и активность. Под качеством окружающей среды подразумевается
возможность
устойчивого
существования
природной
или
антропогенной экосистемы в данном месте при отсутствии
неблагоприятных последствий для любой (но в первую очередь
человеческой) популяции. Из-за разнообразия антропогенных
факторов, действующих на компоненты реальной агроэкосистемы,
практически невозможно предложить единый показатель допустимой
нагрузки. Поэтому для каждого типа воздействия устанавливаются
свои требования к регламентам, которые могут преследовать
природоохранные,
социально-экономические,
гигиенические,
медицинские или другие цели. Например, уровень техногенного
загрязнения ландшафтов считается допустимым, если не нарушаются
газовые, концентрационные и окислительно-восстановительные
функции живых организмов, регулирующих биогеохимическое
самоочищение, не изменяется биохимический состав продукции, что
могло бы вызвать нарушение жизненных функций организмов в
пределах трофических цепей, не снижается биологическая
продуктивность экосистем, сохраняется генофонд, необходимый для
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
существования системы (Глазовская М. А., 1988). Этот комплексный
показатель устойчивости экосистем и ландшафтов (ПДЭН)
характеризует: структуру и функционирование систем через
продуктивность, видовое разнообразие, интенсивность процессов и
другие параметры; максимально допустимые пределы вмешательства
в экосистемы при условии сохранения ими основных природных и
экономических функций (антропогенные изменения экосистем и
ландшафтов не должны выходить за некие пределы естественных
колебаний их параметров).
Одна из распространенных в настоящее время точек зрения
заключается в том, что конечной целью экологического
нормирования является стремление сохранить естественное течение
сукцессионных процессов на основании определения норм состояния
объекта посредством анализа параметров агроэкосистемы и
интервалов их естественных колебаний, а также установления
соответствующих пороговых и критических пределов. Этот этап
называют экологической регламентацией. Следующий этап - это
собственно экологическое нормирование. Заключается он в
определении экологических нормативов на основе экологических
регламентов.
Использование системы наиболее общих и симптоматичных
интегральных параметров агроэкосистем позволяет оценивать
отклонения от некоторого состояния, условно принимаемого за
норму, а, следовательно, - наблюдающуюся степень нарушенности.
При таком подходе анализу подлежит триада: фактор воздействия –
свойства агроэкосистемы (устойчивость) – степень воздействия
(измененность).
Представляет интерес предложенная Реймерсом Н.Ф. (1990)
схема соотношений площадей естественных и преобразованных
экосистем. Целесообразное экологическое равновесие (100%
полезностей) возникает при соотношении 60% (естественные) и 40%
(преобразованные экосистемы).
Существует и такое мнение, что в агроландшафтах леса, луга,
водные пространства должны занимать не менее 30% общей площади.
В целом же данная проблема требует серьезных дальнейших
проработок.
Необходимы
дифференциация
соответствующих
соотношений по географическим районам, изучение динамики
вещественно-энергетических потоков при тех или иных структурах и
соотношениях площадей естественных и преобразованных экосистем
и т.д. Заслуживает также внимания разработка норм оптимального
сочетания биотических составляющих ландшафта и технологических
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
условий территории. Так, поля, как важнейший элемент
агроландшафта, должны быть оптимальны по размеру, обеспечивая с
одной
стороны
производительное
использование
сельскохозяйственных машин, а с другой – уменьшение
уплотняющего воздействия техники на почву. Критерием
правильного
решения
задачи
является
устойчивость
сформированного ландшафта. В этом соотношении привлекательным
представляется предложенное
Варламовым А. А. и Волковым
С.Н. (1991) понятие экологически устойчивый участок (ЭУУ). ЭУУ –
территория, выделенная с учетом однородности характеристик ее
природных ресурсов, комплексности их действия и сохраняющая свои
ландшафтные особенности в процессе хозяйственного использования.
Если в процессе хозяйственного использования обеспечивается
возможность прекращения или ослабления негативного воздействия
физико-географических и социально-экономических условий на
почвенные, водные и растительные ресурсы (эрозия, засоление и
уплотнение
почв,
осушение
местности,
зарастание
сельскохозяйственных угодий лесом и кустарником, ухудшение
условий существования флоры и фауны и т.д.), то пространственное
расположение участка сохраняется, но его потенциал и
экономическая оценка увеличиваются. В конечном счете,
сохраняются организация территории участка и устойчивость
использования его отдельных ресурсов. При этом не ограничиваются
возможности
роста
экономического
плодородия
почв
и
дифференциального дохода с участков.
Наряду с влиянием антропогенных факторов нужно учитывать и
естественные тенденции развития ландшафтов, возможности
проявления неблагоприятных природных процессов для сельского
хозяйства. Последние воздействуют медленнее, но масштабнее
(изменение климата, сейсмичность, процессы эрозии и др.).
Рациональным можно считать такое воздействие, при котором
обеспечивается
правильный
ресурсооборот,
расширенное
воспроизводство возобновляемых ресурсов ландшафта (повышение
плодородия почвы, продуктивности естественных и культурных
фитоценозов и др.). Анализ ландшафтной неоднородности и
изменчивости - многоступенчатая система подходов к раздельной
оценке природных компонентов и всего ландшафтного комплекса.
В агроэкосистемах происходят изменения как отдельных
биотических компонентов, так и трансформация системы в целом.
При этом нарушаются ее внутренняя структура и функционирование,
обеспечивающие определенную устойчивость с помощью различных
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
механизмов
самоорганизации
и
самовоспроизводства.
Для
определения происходящих и возможных изменений перспективной
является разработка интегральных параметров, характеризующих
структурно-функциональную организацию агроэкосистем по их
биотической компоненте.
Такого рода характеристики отражают процессы создания,
использования, разрушения и остаточного накопления биотической
продукции различных категорий (первичной, вторичной, остаточной,
мертвой), а также некоторые этапы круговорота веществ,
вовлеченных в биологические циклы:
– запас живой биомассы (фито-, зоо- и микробиомассы в г/м2 или
т/га абсолютно сухого веса). Под биомассой понимается общее
количество живого органического вещества, накопленного к данному
моменту. Кроме абсолютных показателей могут применяться
отнесенные к единице площади соотношения биомассы различных
групп организмов или их частей. В том числе: для растений
(автотрофов) – систематических экологических групп, надземных и
подземных частей, ассимилирующих и запасающих фракций.; для
гетеротрофов
–
систематических
экологических
(включая
трофические)
групп,
доля
мигрирующей
зоомассы;
для
микроорганизмов соотношение между грибами, бактериями,
актиномицетами;
– запас мертвого органического вещества, заключенного в
сухостое, валеже, отмерших органах (сухие, но не отпавшие ветви на
деревьях, кустах; ветошь у травянистых растений), а также
накопившегося в лесной подстилке, торфяном горизонте почв, в
степном войлоке. Мертвое органическое вещество включает также
трупы животных, грибы и гумус почв;
– интегральная характеристика структуры органического
вещества агроэкосистемы определяется как соотношение запасов
гумуса, фитомассы, зоомассы и биомассы (микроорганизмы).
Представляется в виде формулы «органического вещества
агроэкосистемы».
Показатели функционирования агроэкосистем также должны
учитываться при оценке их состояния. Под функционированием
понимается смена состояний системы, определяемая изменениями в
годичном цикле запасов веществ и интенсивностей потоков. В основе
функционирования экосистем лежит биологический круговорот,
осуществляющийся по следующей типовой схеме: на «восходящей
ветви»
происходит
создание
первичной
продукции
при
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
одновременном расходе ее на дыхание; на «нисходящей ветви» идет
потребление фитофагами отмирание и деструкция.
Оценка
текущего
функционирования
автотрофных
и
гетеротрофных компонентов проводится по величинам первичной и
вторичной продуктивности, а также их соотношению. Величина
чистой первичной продукции (г/м2 х год или в сутки, т/га х год) –
продукция автотрофных организмов, которая практически совпадает с
продуктивностью фитоценоза. Она определяет энергетический
потенциал системы и характеризуется количеством органического
вещества (фитомассы), образуемого за год в наземной и подземной
сфере сообщества за вычетом части, затраченной на дыхание.
Фактически – это годичный прирост.
Величина вторичной продукции включает в себя продуцирование
зоомассы и фитомассы гетеротрофными организмами, позволяет
оценить «вклад» разных групп консументов и редуцентов в
отчуждение фитомассы из годичного прироста, в деструкцию и
минерализацию растительных остатков. Отношение первичной
продукции к вторичной отражает сбалансированность биологической
продукции.
Опад (г/м2 х год, т/га х год) – количество органического
вещества, заключенного во всех ежегодно отмирающих наземных и
подземных частях растений.
Истинный прирост (т/га х год) – количество органического
вещества, остающееся в сообществе в результате годичного прироста,
за вычетом опада.
Скорость воспроизводства органического вещества – отношение
величины первичной продукции к запасу живой фитомассы (в %,%).
Наибольшая – в луговой степи, наименьшая – в лесу. Чем меньше
этот показатель, тем больше задержка веществ и дальнейшая их
консервация. Увеличение показателя свидетельствует о высоком
динамизме процессов.
Скорость общего оборота органического вещества – отношение
величины запаса живого и мертвого органического вещества
(включая и не включая гумус) к продукции (в %,%). Этот критерий
позволяет выявить подвижность каждой единицы органического
вещества при прохождении этапов трансформирования продукции.
Например, она минимальная в полярном и бореальном поясах и почти
на порядок выше в луговой степи и пустыне.
Скорость
деструктивных
процессов.
Этим
процессам
принадлежит важная роль в биологическом круговороте наземных
систем, поскольку преобладающая часть биологической продукции
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
трансформируется в форме детрита под действием различных
деструктивных агентов, минуя трофические цепи растительноядных
организмов. Потребление животными продукции фитомассы
составляет всего лишь единицы процентов.
ЛЕКЦИЯ 3
ТЕМА: ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭКОЛОГИИ: БИОГЕННОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД
Интенсификация
сельскохозяйственного
производства,
существенно меняя хозяйственно-биологический круговорот веществ,
обостряет
экологические
проблемы
функционирования
агроэкосистем, в том числе связанные с состоянием поверхностных и
подземных вод. Водные ресурсы наряду с загрязнением токсичными
веществами находятся под воздействием процессов усиленного
эвтрофирования. Являясь фактором-участником в процессах
эвтрофирования, сельское хозяйство может оказаться в крайне
неблагополучной ситуации при водообеспечении селитебных
территорий, животноводческих комплексов и орошаемых массивов.
Основные гидрологические изменения в различных природных
комплексах в историческом прошлом произошли под влиянием
расширения земледельческих площадей, что явилось мощным
фактором формирования современного агроландшафта.
В целом все водные бассейны, а особенно крупных рек – это
территории высокой антропогенной нагрузки. На 20% площади суши
планеты проживает 90% населения и развивается вся водоемкая
структура хозяйственной деятельности. Площади водосбора малых
водных объектов являются основной территориальной базой развития
агропромышленного комплекса. Это место проживания 90%
сельского населения Российской Федерации, здесь сформировались
природно-аграрные системы с превращением части лесов и степей в
поля, пастбища, сенокосы, сады, ягодники и плантации, которые
функционируют
со
всеми
развивающимися
элементами
интенсификации сельскохозяйственного производства.
Современный аграрный сектор по направленности воздействия
на водные ресурсы – это не только богарное и орошаемое земледелие,
осушительные и обводнительные мелиорации, но и стойловое
(промышленное) и пастбищное животноводство, агротехнические и
агрохимические приемы земледелия, сфера технического и
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
энергетического
обеспечения
сельхозпроизводства,
агролесомелиоративные мероприятия и т.д.
Влияние сельского хозяйства как источника поступления
биогенных веществ в водные ресурсы возрастает в связи с
увеличением распаханности территорий, трансформации угодий
мощной техникой и гидромелиорацией, развитием процессов
химизации как на основе минеральных, так и органических
удобрений. Эти факторы вызывают изменение величины и
направленности потоков биогенных элементов в агроландшафте. Все
процессы трансформации, как целенаправленные, являющиеся
основными производственными действиями (пахота, боронование,
окультуривание сенокосов и пастбищ, планировка земель для
обработки), так и сопутствующие (последствия движения по
сельхозугодьям при посеве, выращивании и уборке урожая,
химической обработки полей) способствуют механическому
перераспределению вещества в агроландшафте. В этом заключается
принципиальное различие промышленно-урбанизированной и
сельскохозяйственной ветвей биогенной нагрузки на водные ресурсы.
Первая является новой, сугубо антропогенной цепочкой поступления
биогенов, а соответственно требует кардинальных мер по
предупреждению сброса сточных вод промышленности, энергетики,
транспортных предприятий, коммунально-бытового хозяйства
городов в водные объекты. В сельскохозяйственной ветви сектор
промышленного животноводства имеет аналогичные особенности в
связи с нарастанием концентрации поголовья и применением
интенсивных технологий. Земледельческая часть является отдельно
рассматриваемой системой, так как она в основном сохраняет
механизм природной миграции биогенов. Однако трансформация,
охватывая значительные по площади территории, разрушая
естественную структуру почвенного покрова способствует водной и
ветровой эрозии, смыву и вымыванию, т.е. миграции биогенных
веществ. Она становится усилителем нежелательных, экологически
опасных естественных процессов, зависящих от природных факторов
и особенностей промывного режима осадков, расчлененности
рельефа, эрозионности, густоты гидрографической сети, скорости
ветра, интенсивности снеготаяния, смываемости почв, промерзания
почвенного слоя и интенсивности таяния и др. К тому же, как было
показано ранее, в условиях интенсивного развития сельского
хозяйства изменяется естественный цикл круговорота питательных
веществ, нарушается сложившийся механизм их потоков, особенно
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
главных элементов, участвующих в эвтрофировании, – азота и
фосфора.
Основным источником биогенной нагрузки в пределах аграрных
территорий являются: сельскохозяйственные угодья (пашни,
сенокосы, пастбища); объекты животноводства (помещения для
содержания скота, отстойники сточных вод, навозохранилища и
жижесборники); склады минеральных удобрений, сельские
населенные пункты и территории садово-огородных товариществ, а
также естественный растительный покров (леса, луга, болота) и
атмосферные осадки. Эти источники подразделяются на площадные,
которые представляют собой рассеянные (диффузные) объекты, и
точечные,
сконцентрированные
в
пределах
ограниченного
пространства.
Влияние рассеянных и точечных источников биогенной нагрузки
агроэкосистем на загрязнение вод определяется следующими
показателями: потери биогенных веществ в растениеводстве и
животноводстве, их смыв в результате эрозионных процессов, вынос
питательных веществ с коммунально-бытовыми стоками сельских
населенных пунктов, а также их поступление в природную среду с
атмосферными
осадками
и
разложившимся
естественным
растительным опадом.
Потери биогенных веществ в растениеводстве условно можно
разделить на естественные и технологические. Естественные в
основном зависят от интенсивности распашки территории, приемов
земледелия, количества вносимых минеральных удобрений и
объема пожнивно-корневых остатков, образующихся после уборки
урожая культурных растений, а технологические – от различных
нарушений, происходящих во время доставки и внесения удобрений
на сельскохозяйственные угодья.
Растениеводство является одним из значимых и сложных
элементов агроэкосистем, оказывающих неординарное воздействие на
формирование биогенной нагрузки. Распашка территории, изменяя
условия формирования водного стока, способствует активному
выносу биогенных веществ в природную среду и водотоки.
Распаханные почвы обладают совершенно иными водно-физическими
свойствами по сравнению с их естественными аналогами. Для них
характерна
низкая
водопроницаемость
и
значительный
поверхностный сток. Интенсивность развития процессов физикомеханического выветривания и смыва почвообразующих пород
способствует повышению минерализации поверхностных вод. В то
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
же время отмечается значительная роль растений в сдерживании и
снижении смыва и вымывания биогенов.
Площадь
эрозионно-опасных
и
подверженных
эрозии
сельскохозяйственных угодий России составляет 124 млн.га (56%), из
них 87,3 млн.га пашни. Ежегодно только черноземов теряется на 25–
30 тыс. га в результате роста оврагов. С сельскохозяйственных
угодий, расположенных на склонах крутизной более 1°, объем
поверхностного стока талых и дождевых вод приближается к 90
млрд.м3/год. Этот поток смывает почти 1,5 млрд.т почвы. Вынос
питательных веществ с этой массой вдвое превышает количество их,
вносимое с удобрениями. Более 26 млн.га (20,4%) пашни России
находится на смытых почвах. На многих расчлененных территориях с
черноземными почвами более 50% распаханных земель эродированы
и являются мощным источником поступления биогенных веществ в
водные объекты.
Дополнительный транспорт биогенов может быть связан и с
агротехническими приемами. Так, осенняя подготовка почвы, под
яровые и пропашные культуры, вместо весенней способствует
уменьшению поверхностного склонового стока, а в итоге сокращается
вынос биогенных веществ. Вместе с тем зяблевая пахота нарушает
противоэрозионную
устойчивость
почвенного
покрова
и
благоприятствует увеличению биогенного выноса с продуктами
эрозии.
При длительном применении больших доз удобрений вынос
биогенных веществ с поверхностным стоком возрастает вследствие
их накопления в пахотном слое почвы, а также при внесении по
мерзлой почве, и особенно по талому снегу. Иллюстрацией к
сказанному могут служить некоторые характеристики выноса
биогенных веществ (мг/л) с сельскохозяйственных угодий
поверхностным стоком при внесении на гектар 1кг действующего
вещества, табл. 1:
Таблица 1. – Характеристики выноса биогенных веществ (мг/л) с
сельскохозяйственных угодий поверхностным стоком
Способ внесения удобрений
Осенью под вспашку
Осенью поверхностно
Осенью поверхностно по мерзлой почве
Весной по тающему снегу
25
Азот
0,010
0,085
0,216
0,866
Фосфор
0,0013
0,0310
0,0510
0,5940
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Эрозия почв, стимулируя вынос биогенных веществ с водосбора,
активно влияет на биогенное загрязнение вод, в первую очередь
фосфором. Пахота, особенно зяблевая, приводит к тому, что потери
фосфора с твердым стоком становятся преобладающими и достигают
более 90% его общих потерь. Характерно при этом, что вынос
фосфора со смытой почвой пропорционален смыву. Масштабы
влияния эрозионных процессов на биогенное загрязнение вод очень
велики. Например, с каждой тонной твердого стока с 1 га
сельскохозяйственных угодий выносится более 1кг общего фосфора.
Территориальные особенности смыва биогенов хорошо
прослеживаются при рассмотрении условий поверхностного смыва за
счет осадков. В этом плане на территории Нечерноземной зоны
России выделяются три пояса: слабый смыв характеризуется модулем
смыва менее 0,1 т/га; умеренный смыв – от 0,1 до 1,0 т/га,
интенсивный смыв – более 1,0 т/га. Около 80% территории
Нечерноземья
относится
к
поясу
значительного
смыва.
Следовательно, водоемы здесь находятся в условиях интенсивного
эвтрофирования за счет эрозионного разрушения почв.
Промывной тип водного режима, определяя превышение
выпадающих осадков над испаряемостью, является важным фактором
вымывания элементов из почвы. Чем больше просачивается воды
через корнеобитаемый слой, тем выше потери для растений
элементов питания и тем большее количество их попадает в
подземные воды. Инфильтрация атмосферных осадков в процессе
усиления биогенной нагрузки исследуется для различных условий с
целью выявления факторов снижения интенсивности данного
явления.
Четкая связь между устойчивостью агроэкосистем и состоянием
водных ресурсов прослеживается и через инфильтрационные
процессы: количество просачивающейся воды изменяется в
зависимости от механического состава почвы, что обусловливается
различной ее влагоемкостью и водоудерживающей способностью.
Чем выше плодородие почвы и содержание гумуса, тем больше ее
гигроскопичность, и, соответственно, тем больше влагоемкость и
водоудерживающая способность. В тоже время обеспеченность
растений биогенами и влагой в наиболее критические фазы развития
способствует максимальному усвоению питательных веществ и
снижению объемов вымывания. То есть состояние растений играет
достаточно важную роль в развитии процессов смыва и вымывания. В
комплексе превентивных (предупреждающих) противоэрозионных
гидротехнических и биологических мер, как показывают
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
исследования, важная роль принадлежит совершенствованию
посевных площадей путем выведения травосеяния, использования
промежуточных и пожнивных культур и др. Пожнивные посевы в
севообороте уменьшают вымывание азота на 50%, фосфора – на 30;
под многолетними травами потери азота снижаются на 30 – 40%.
В условиях использования интенсивных технологий в
растениеводстве снижение вымывания достигается комплексом
мероприятий, включающих, в частности, оптимальное внесение
удобрений в периоды активного потребления биогенов растениями;
применение слаборастворимых, медленнодействующих видов
минеральных удобрений; использование таких их форм, которые не
содержат не сорбируемые почвой ионы; применение ингибиторов
нитрификации; соблюдение нормативов по дозам и способам внесения
удобрений, особенно жидких органических и др.
Для различных типов почв многочисленными исследованиями
установлены величины средних ежегодных выносов биогенов в
водные источники. Дерново-подзолистые и серые лесные пахотные
почвы характеризуются следующими средними параметрами
вымывания (кг/га в год): N-N03 – 10...30; Са – 140... 180; Мg – 25...40;
К – 10...20; Р205 – 0,4...1,0; S-S04 – 40...60. В этих показателях
отражается воздействие как естественных, так и антропогенных
циклов круговорота веществ, в основном регионального характера, но
с определенным наложением глобального за счет поступления с
атмосферными выпадениями (сухое осаждение, дожди или
снегопады).
Наряду с растениеводством немаловажным источником
биогенного загрязнения вод является животноводство. В каждом
конкретном регионе степень его воздействия на водные объекты
определяется
общим
количеством
скота,
особенностями
расположения животноводческих ферм и комплексах на водосборах, а
также принятой в хозяйствах технологией содержания животных.
На значительной части территории России, большую часть года
скот находится на стойловом содержании. Лишь в поздне-весенний и
летний периоды животные переводятся на пастбища. Поступление
загрязняющих веществ в водотоки с животноводческих ферм и
комплексов зависит от способов удаления навоза. Оно происходит
при прямом смыве сточных вод после очистки, а также в результате
потерь,
возникающих
в
процессе
утилизации
отходов
животноводства.
При стойловом содержании скота накапливаются большие массы
навоза. Из-за несовершенной его утилизации в водные системы
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
выносятся немалые количества грубодисперсной малоразложившейся
органики и биогенных веществ. По оценкам некоторых специалистов,
потери органических отходов на фермах и комплексах составляют в
среднем 20 – 40% от их объема. При выпасе скота на пастбищах
также происходит вынос биогенных веществ в водотоки, так как
большинство пастбищных угодий размещаются на речных долинах.
Влияние животноводства на биогенное загрязнение вод усугубляется
тем обстоятельством, что фермы и комплексы располагаются
преимущественно в непосредственной близости от рек и озер. В
результате миграционный путь биогенов от их источников до водных
объектов не успевает обеспечить снижение концентрации биогенов за
счет закрепления в почве. Управление движением биогенных веществ
от источников их образования на основе рециклизации является
экологически обоснованным и экономически оправданным, так как
решает задачу повышения продуктивности агроэкосистем, табл. 2.
Таблица 2. – Содержание биогенных веществ в отходах
животноводства (г/ сутки на 1 голову)
Вид скота
Азот
Фосфор
Калий
КРС
180
87
190
Свиньи
38
16
50
Кроме того, в процессе производства растениеводческой и
животноводческой продукции на всех стадиях технологического
цикла происходят потери биогенных веществ, обусловленные
различными нарушениями используемых технологий. Размер таких
технологических потерь существенно увеличивают вынос биогенов в
водотоки. В ряду факторов потерь 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 изза 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;
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– несовершенная технология компостирования и хранения
навоза, что вызывает миграцию биогенных веществ по рельефу
местности;
– доставка удобрений на поля на необорудованной 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.
ЛЕКЦИЯ 4
ТЕМА: ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭКОЛОГИИ:
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЗАЦИИ И
МЕХАНИЗАЦИИ АПК
По классификации ФАО к современным агрохимикатам
относятся средства химизации сельского хозяйства (минеральные
удобрения, химические средства защиты растений, регуляторы роста
растений, искусственные структурообразователи почвы и.п.),
оказывающие огромное влияние на агроценозы и их продуктивность.
Применение органических и минеральных удобрений является
повышения
урожайности
одним
из
основных
условий
сельскохозяйственных культур, важным звеном технологий их
выращивания и т.д. Это и понятно, если вспомнить, что сама
сущность функционирования агроценозов основывается на
систематическом отчуждении больших количеств биогенных
элементов. Очевидна необходимость постоянной эквивалентной
компенсации их потерь. Использование удобрений (особенно
органических) позволяет возвращать и вовлекать в круговорот
питательные вещества взамен изъятых из агроценозов с основной и
побочной продукцией, обеспечивая тем самым определенную
устойчивость продукционных процессов.
Разумного использование всех видов удобрений и химических
мелиорантов, определяет следующие функциональные задачи,
подлежащие решению:
– навоз подают в навозосборник, откуда его перекачивают в цех
механического обезвоживания; жидкую фракцию самотеком
направляют в хранилище, рассчитанное на шестимесячный выход
жидкой фракции, откуда ее перекачивают на поле и распределяют
переносной разборной дождевальной установкой; плотную фракцию
укладывают в штабеля (бурты), расположенные в 100 м от цеха, и
после трехмесячного хранения, грузят в транспортные средства и
вносят в почву роторными разбрасывателями;
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– навоз подают в навозосборник, перекачивают в
навозохранилище для отстаивания в течение 3 – 4 месяцев, а затем в
жидкую часть сливают через шиберные задвижки в жижесборник,
перекачивают в поле и вносят дождевальными установками в почву;
– плотную фракцию подают грейферными погрузчиками в
транспортные средства, вывозят на поля и вносят в почву
низкорамными разбрасывателями.
При любой из приведенных схем уборки и использования навоза
в качестве резерва необходимо иметь автоцистерну или другой
мобильный разбрасыватель жидкого навоза емкостью 4 или 8 т.
Подача жидкого навоза на поля орошения с помощью жижевозов
экологически не обоснована, так как зависит от погодных условий,
размеров орошаемых участков, их удаленности от ферм.
Создавая
системы
энергетических,
технологических,
сельскохозяйственных и других машин, человек с помощью техники
облегчает свой труд, но при этом как бы отчуждает себя от природы.
Параллельно закономерным процессам повышения роли техники во
взаимодействии с природой все большую актуальность приобретают
вопросы экологичности применяемых технических средств и всего
производства.
Широкомасштабное использование техники в сельском
хозяйстве, способствуя росту производительности и эффективности
труда, сопряжено и с отрицательными последствиями, исключение и
минимизация которых является одной из насущных задач
«экологизации» аграрного сектора.
Возможности сельскохозяйственной техники зависят не только
от количества машин и оборудования. Это и понятно, если учесть,
что, как никакая другая, она эксплуатируется в очень сложных
условиях, связанных с сезонностью работы, непродолжительными
сроками кампаний, агрессивными средами, усиленным абразивным
износом, форсированными режимами, огромными вибрационными и
динамическими нагрузками, хранением без эффективных средств
консервации и достаточной коррозионной защиты. Кроме того, в
сельскохозяйственных машинах практически не применяются
высокопрочные металлы и новые композиционные материалы. В
результате многие узлы редко работают положенные 7-8 лет, выходя
из строя за 2 – 3 года.
Левин А.Б. и Мурусидзе Д.Н. (1989) разработали примерный
перечень производственных процессов, связанных с применением
средств механизации, и возможных в связи с этим отрицательных
последствий.
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.
Использование
мобильных
энергетических
средств
(автомобилей, тракторов, самоходных сельскохозяйственных машин):
1 – химическое, механическое и акустическое загрязнение атмосферы;
2 – загрязнение окружающей среды жидкими нефтепродуктами; 3 –
уплотняющее и разрушающее действие на почву в результате
давления, динамического воздействия и вибрации.
2. Обработка почвы: 1 – развитие водной, ветровой и технической
эрозии; 2 – образование плужной подошвы и связанные с ними
последствия; 3 – увеличение тягового усилия в результате уплотнения
почвы.
3. Внесение минеральных и органических удобрений и защита
растений: 1 – загрязнение воды и почвы химическими веществами и
болезнетворными организмами; 2 – отрицательное воздействие
пестицидов на живые организмы и на экологические системы в целом.
4. Возделывание и уборка корне- и клубнеплодов: 1 – развитие
эрозии, уплотнение плодородного слоя почвы; 2 – вынос земли с поля
при транспортировке недостаточно очищенных корне- и
клубнеплодов с поля; 3 –повреждение клубней картофеля и
корнеплодов и связанные с ними потери продукции при хранении.
5. Уборка зерновых и кормовых культур: 1 – количественные
потери зерновых – улучшение условий питания для вредителей; 2 –
потери зеленой массы при ее загрузке на транспортные средства; 3 –
качественные потери – дробление и травмирование зерна; 4 – гибель
животных под ножами косилки при маршруте движения уборочных
агрегатов в сгон.
6. Сушка, очистка, сортировка и хранение зерна и семян.
Получение травяной муки: 1 – загрязнение окружающей среды
топочными газами в процессе сушки; 2 – получение недостаточно
очищенного посевного материала в результате некачественной
очистки и, как следствие, увеличение сорной растительности; 3 –
повреждение зерна и семян и потери продукции при хранении.
7. Эксплуатация машинно-тракторного парка. Загрязнение и
разрушающее влияние на окружающую среду в результате: 1 –
использования энергонасыщенных машин с большой массой и
высокой скоростью движения; 2 – наличие неисправностей и
недостатков в организации использования МТП; 3 – проведения
технического обслуживания и технических уходов при отсутствии
соответствующего оборудования и специальных площадок; 4 –
недостатков в организации нефтехозяйства (плохое состояние
резервуаров, раздаточных средств и т.д.); 5 –отсутствие теплых
обогреваемых помещений для дизельных автомобилей и тракторов; 6
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– загрязнения окружающей среды металлами в результате коррозии
при хранении сельскохозяйственной техники и несвоевременной
сдачи списанной техники.
8. Мелиорация: 1 – осушение – уничтожение плодородного слоя
почвы, понижение уровня грунтовых вод, разрушение природных
экологических систем; 2 – орошение переувлажнение, заболачивание
и засоление почв; подъем уровня грунтовых вод; разрушение
плодородного слоя почвы при повышенной интенсивности дождя,
создаваемого дождевальными агрегатами, и при промывке почв.
9. Механизация производственных процессов в животноводстве:
1 – загрязнение и заражение окружающей среды навозом; 2 –
загрязнение окружающей среды при промывке доильной аппаратуры
и молочного оборудования, при мойке корне- и клубнеплодов; 3 –
загрязнение воздушного бассейна газами, образующимися при
жизнедеятельности животных и разложении навоза, а также пылью и
микроорганизмами при вентиляции помещений.
Приведенный перечень позволяет заблаговременно и достаточно
целенаправленно
формировать
комплекс
необходимых
природоохранных мероприятий по каждому выделенному блоку.
ЛЕКЦИЯ 5
ТЕМА: ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭКОЛОГИИ: РЕАБИЛИТАЦИЯ
НАРУШЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
Ключевой
(отправной)
позицией
при
оценке
сельскохозяйственных территорий объективно является оценка
состояния земель (почв), от которого зависит, в конечном счете,
почвенное плодородие и возможность его сохранения. На качество
почвенного покрова влияют разнообразные природные и
антропогенные (техногенные) факторы. При этом воздействие
последних, (как положительное, так и отрицательное) явно
преобладает. Негативные последствия проявляются, например, в
загрязнении тяжелыми металлами, радиоактивными веществами,
различными химическими соединениями (в виде остаточных
количеств
пестицидов,
диоксинов
и
т.
д.),
отходами
животноводческих
предприятий
и
предприятий
первичной
переработки сельскохозяйственной продукции. Сюда же относятся
снижение почвенного плодородия в результате эрозионных
процессов, переуплотнение почв, отчуждение пахотно-пригодных
земель в результате урбанизации, а особенно - бесхозяйственного
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
отношения. По разным оценкам в России из-за маловразумительной
политики последнего десятилетия в сфере сельскохозяйственного
производства к настоящему времени уже выпало из оборота порядка
20 млн. га пашни. Оценивая состояние аграрной территории,
необходимо учитывать степень «выраженности» перечисленных
факторов. Также подлежит учету ряд почвенно-экологических
факторов, которые существенно влияют на поступление токсикантов
в пищевые цепи, снижая или повышая эту опасность.
Среди поллютантов по масштабам загрязнения и воздействию на
биологические объекты особое место занимают тяжелые металлы
(ТМ). В принципе многие ТМ являются необходимыми живым
организмам микроэлементами. Однако в результате двуединого
процесса интенсивного атмосферного рассеивания в биосфере и
значительной концентрации в почве они становятся токсичными для
биоты.
Тяжелые металлы играют важную роль в обменных процессах,
но, как отмечалось ранее, высокие концентрации их, вызывая
загрязнения почв, оказывают вредное действие на экосистемы.
Токсичное действие ТМ может быть прямым и косвенным. В первом
случае блокируются реакции с участием фермента, что приводит к
уменьшению, либо к прекращению его каталитического действия.
Косвенное воздействие проявляется в переводе питательных веществ
в недоступное состояние и создание «голодной» среды.
Превращения тяжелых металлов в почве. В почве ТМ
претерпевают ряд химических превращений, в процессе которых их
токсичность изменяется в очень широких пределах. Наибольшую
опасность представляют подвижные формы ТМ, то есть наиболее
доступные для живых организмов. Подвижность же существенно
зависит от почвенно-экологических факторов, среди которых
основными являются органическое вещество, кислотность почвы, ОВ
– условия, плотность почвы и др.
Для ликвидации уже существующего загрязнения применяют
материалы, связывающие ТМ в недоступные растениям формы
(органические и минеральные удобрения, известь, цеолиты,
синтетические смолы и др.). Рекомендуется также возделывание
культур, толерантных к загрязнению или используемых на
технические цели.
В основе химической мелиорации также лежит перевод ТМ в
недоступное состояние, главным образом, путем изменения реакции
среды. В гумидных регионах с избыточным увлажнением это
достигается с помощью известкования. Защитное действие извести
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
проявляется в результате замены водорода в почвенном
поглощающем комплексе на кальций. При этом происходит
нейтрализация среды и образование коллоидов гидроксидов ТМ,
находящихся в почвенном растворе. Одновременно активизируется
деятельность бактериальной микрофлоры, существенно возрастает
биомасса микроорганизмов, часть которых может аккумулировать
металлы. И если процесс биологической аккумуляции активнее
процесса минерализации органического вещества, наблюдается
снижение подвижности ТМ. ТМ также закрепляются в составе ППК.
Наибольший эффект проявляется от совместного внесения
извести и минеральных элементов, так как минеральные удобрения
компенсируют отрицательное воздействие избытка ТМ, а
известкование приводит к образованию менее подвижных соединений
металлов (карбонатов, фосфатов, гидроксидов) и, как следствие, к
значительному уменьшению содержания этих элементов в растениях.
Важное место в детоксикации ТМ отводится органическим
удобрениям, которые также снижают подвижность ТМ вследствие
образования органоминеральных соединений, обладающих низкой
растворимостью. Однако при этом необходимо учитывать степень
разложения
органического
вещества.
Внесение
в
почву
неразложившейся и слаборазложившейся соломы повышало
подвижность ТМ при рН = 8.
Для снижения фитотоксичности ТМ можно использовать
природные цеолиты, которые являются не только хорошими
сорбентами, но и источниками элементов питания, а также
веществами, улучшающими структуру почвы. Так, типичный, широко
распространенный цеолит клиноптиллолит фиксирует свинец в 5–10
раз активнее, чем почва.
В целях снижения опасности загрязнения почв ТМ значительную
роль играют агрономические средства защиты, главным образом,
подбор сельскохозяйственных культур, использование различных
частей растений с учетом неодинаковой способности их к
накоплению ТМ и др. Так, по степени устойчивости к токсичному
действию ТМ растения располагаются в следующем
порядке
(убывающем): травы – злаковые – зерновые – картофель – сахарная
свекла.
Особенно
нежелательно
выращивать
на
загрязненных
территориях овощные листовые культуры – салат, шпинат, лук,
щавель и т.п. Нельзя использовать загрязненные почвы для
выращивания кормовых, ибо скоту скармливают те части растений и
в ту фазу, когда в них происходит значительное накопление металлов.
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наблюдавшиеся различия в поглощении кадмия у различных
гибридов кукурузы достигали 13–18 раз.
Принимая меры к сокращению поступления токсикантов в почвы
и используя существующие способы получения качественной
сельскохозяйственной продукции, можно в дальнейшем снизить
содержание ТМ в объектах окружающей среды.
Уровень почвенного плодородия и «здоровье» земли в
значительной степени определяются состоянием живой компоненты
почвы. Знание законов функционирования этой сложной системы,
учет особенностей поведения различных ингредиентов имеют
первостепенное значение для создания продуктивных, устойчивых
агроэкосистем на грамотной основе, что будет способствовать
выращиванию экологически безопасной сельскохозяйственной
продукции и минимизации загрязнения окружающей природной
среды.
ЛЕКЦИЯ 6
ТЕМА: ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭКОЛОГИИ:
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ.
ВЕРМИКУЛЬТУРА
В основе альтернативного земледелия лежит замысел сократить
до разумного минимума внешнее антропогенное воздействие на
агроэкосистему, создать максимум благоприятных предпосылок для
полноценного использования ее собственного биопотенциала.
В
теории
систем
известны
компромиссы
Паретто,
представляющие собой стратегию разумных соглашений. При
реализации этой стратегии положение отдельных компонентов
системы становится хуже, но состояние системы в целом улучшается,
а, следовательно, в конечном итоге приводит к улучшению состояния
всех компонентов системы. Если эту теорию применить к экологии, в
результате такой стратегии должно улучшаться состояние биосферы и
соответственно всех ее составляющих. Компромиссные решения
характерны для взаимоотношений между нашими материальными
интересами
и
экологическими.
Нетрудно
заметить,
что
альтернативное земледелие по своей сути тоже своеобразный
компромисс.
В ряде западных стран альтернативное земледелие получило
название «сельское хозяйство выживания». В 1972 г. в Версале
(Франция) была создана международная организация органического
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
земледелия (IFOAM). Первоначально в нее входили только ученыеаграрники, считавшие, что развитие традиционного земледелия идет в
неверном направлении.
Большой интерес к альтернативному ведению сельского
хозяйства в конце 80-х годов был обусловлен и тем, что очень сильно
возрос спрос на биологически чистые продукты питания. В настоящее
время IFOAM включает около 300 экологических союзов из десятков
стран. При этом во многих западных странах союзам биологического
земледелия предоставляются кредиты.
Альтернативное
земледелие
развивается
в
следующих
направлениях: органическое, биодинамическое, органобиологическое
и другие.
Органическое земледелие. При ведении его исключается или
существенно сокращается применение минеральных удобрений и
пестицидов. Широко распространено в США. Приемы органического
земледелия обеспечивают: рациональное использование природных
ресурсов, минимальное снижение (а в отдельных случаях и
повышение) урожайности кукурузы и сои при неблагоприятных
почвенно-климатических условиях, эффективное возделывание
природной энергии при выращивании пшеницы, кукурузы, картофеля
и яблок. Однако при этом увеличиваются затраты рабочей силы (на
12...20%), снижается производительность труда (на 22...95%),
возможно уменьшение урожайности (например, пшеницы - до 43%).
Биодинамическое земледелие. Развитие данного типа земледелия
приходится на конец 30-х годов нашего столетия. В настоящее время
биодинамические фермы в общей структуре сельскохозяйственных
предприятий Западной Европы составляет менее 1%.
Биодинамическое земледелие – наиболее давнее организованное
движение в сельском хозяйстве. С начала своего становления это
направление
объединяло
биологический,
технический,
экономический и социальный аспекты сельского хозяйства. Начиная с
1928 биодинамическое движение впервые организовало продажу
сертифицированных
продуктов
питания.
(Продукция
соответствующих ферм носит марку «Деметр»).
В этой системе земледелия проблема рассматривается
комплексно, то есть содержится попытка в целом осмыслить связь
сельского хозяйства, человека, окружающей среды, космоса, а также
их взаимовлияние. Применение минеральных удобрений и
пестицидов полностью исключается. Для борьбы с болезнями
растений
широко
используются
препараты
растительного
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
происхождения: настои тысячелетника, крапивы, ромашки,
валерианы и т.д.
Органо-биологическое земледелие. Это направление равнозначно
экологическому, альтернативному и биологическому, а также
технологии
Леметра-Буше
(Франция)
или
Мюллера-Руша
(Швейцария). В основе его лежит идея о том, что минеральные
вещества из почвы поглощаются не только в форме ионов, но и
макромолекул (микросом) и служат питательным веществом для
почвенных
микроорганизмов,
которые
перерабатывают
трудноусвояемые соединения в легкодоступные для растений формы.
Поэтому главное в органо-биологическом земледелии - повышение
плодородия почвы за счет управления питанием путем активизации
почвенной микрофлоры. С этой целью поверхностно вносят
компосты, а при обработке верхних слоев стремятся сохранить
структуру почвы. Защита растений от вредителей и болезней
осуществляется так же, как и в органическом земледелии.
Система ANO (разработана комитетом по выращиванию
сельскохозяйственных культур с естественным качеством).
По
сравнению с другими эта система ближе к традиционному сельскому
хозяйству. Она получила условное название «близкое к природе» и в
основном совпадает с органо-биологическим земледелием. Исходя из
научного анализа состояния
почв для
каждого хозяйства
разрабатываются индивидуальные планы внесения органических
удобрений. Допускается применение всех синтетических препаратов
(кроме гербицидов), но при тщательном контроле содержания
остаточных количеств химикатов в продукции.
В последние годы во многих странах довольно широкое
распространение
получило
одно
из
новых
направлений
биотехнологии - вермикультивирование, заключающееся
в
промышленном разведении некоторых форм дождевых червей (от
Vermes - червь).
Формирование и развитие данного направления обусловлено
возможностью решения на биологической основе ряда актуальных
экологических задач (утилизация органических отходов, повышение
плодородия почвы, получение высококачественного чистого
органического
удобрения,
выращивание
безопасной
сельскохозяйственной продукции и др.).
Метод вермикультуры существенно ограничивает, либо
исключает опасность загрязнения среды различными поллютантами.
Особый интерес к вермикультивированию проявляют сторонники
так называемого альтернативного земледелия, ратующие за отказ от
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
применения минеральных удобрений и пестицидов и призывающие к
широкому использованию компостов, способных поддерживать на
высоком уровне биологическую активность почвы.
Первые хозяйства по искусственному разведению червей на
отходах были созданы более полувека тому назад в США (червей
разводили с целью получения наживки для рыбной ловли). В
настоящее же время практика применения заметно расширилась,
распространившись как в сельском хозяйстве, так и других отраслях
производства.
Биологическая характеристика вермикультуры. Вермикультура
– это компостные черви в органическом субстрате. Нередко под этим
термином подразумевают исключительно червей или, наоборот,
только субстрат. Вермикультуру можно представить как сложное
биоценотическое сообщество, ограниченное определенным биотопом
в составе культурного ландшафта.
Дождевые черви оказывают огромное благотворное влияние на
почву. Считается, что они создали самые благоприятные условия для
всего живого на Земле. В основном их деятельностью сотворены
знаменитые черноземы – национальное богатство России.
Заглатывая
кусочки
органического
вещества,
черви
трансформируют его в кишечной полости и выделяют в виде
копролитов – «каменных» экскрементов. Копролиты улучшают
почвенную структуру в результате обволакивания стенок почвы
слизью, что предохраняет ее, например, даже от размывания водой.
Под действием копролитов меняется также биохимический состав
почвы. Копролиты содержат в 5 раз больше биологического азота;
они в 7 раз богаче фосфором и в 11 раз калием по сравнению с
поверхностным слоем плодородной огородной почвы. В копролитах
сосредотачивается
значительное
количество
кальция,
что
обеспечивает хорошую водопрочную структуру и высокую
водоудерживающую способность. Наряду с этим кальций снижает
кислотность среды и создает условия, затрудняющие развитие
болезней растений, например, фузариоза, ржавчины, бактериоза и ДР.
Возле копролитов энергично развивается полезная микрофлора.
Все это в конечном итоге улучшает условия жизни растений.
Дождевые черви, как и другие живые организмы обогащают почву
макро- и микроэлементами, ростовыми веществами, антибиотиками.
Фермент протеаза, входящий в состав биомассы червя, обладает
биостимулирующим действием, улучшает усвояемость пищи
животными, способствует ускорению их роста, улучшает физиологобиохимические процессы в организме.
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Биогумус. Агроэкологическая оценка. Учитывая благоприятные
свойства вермикультуры и положительное влияние ее на
агроэкосистемы, в настоящее время на основе культуры червей
изготавливают ценнейшее органическое удобрение - биогумус.
Биогумус представляет собой комковатое, микрогранулярное
вещество коричнево-сероватого цвета с запахом земли, относящееся к
разряду высокоэффективного экологически чистого органического
удобрения с ясно выраженным пролонгированным действием.
Среднее содержание сухой органической массы в биогумусе
составляет 50, а гумуса – 18%; реакция среды, благоприятная для
растений и микроорганизмов – рН - колеблется в пределах 6,8 – 7,4;
средняя величина общего азота достигает 2,2; фосфора – 2,6; калия –
2,7% и т.д.
Кроме того, в биогумусе представлены практически все
необходимые микроэлементы и биологически активные вещества,
среди которых ферменты, витамины, гормоны, ауксины,
гетероауксины и др.
В лучших образцах биогумуса в 1 г насчитывается до нескольких
миллиардов клеток микроорганизмов, что значительно превосходит
численность микробов в навозе (примерно 150-350 млн. клеток).
Биогумус отличается высоким уровнем ферментативной активности,
особенно оксидередуктаз.
Следует отметить, что содержащееся в биогумусе органическое
вещество в значительном количестве представлено гуминовыми
кислотами (31,7 - 41,2%), а также фульвокислотами (22,3 – 34,8%).
Среди гуминовых кислот преобладает наиболее ценная фракция гуматы кальция (43,3 – 47,6%). Наличие в вермикомпосте
фульватногуматного типа гумуса (Сг.к.:Сф.к.т. = 1,18 – 1,42)
способствует формированию агрономически ценной структуры
почвы. Элементы питания, находящиеся в биогумусе, взаимодействуя
с минеральными компонентами почвы, образуют сложные
комплексные соединения. Поэтому они надежно сохраняются от
вымывания, медленно растворяются в воде, обеспечивая питание
растений в течение длительного времени (не менее двух – трех лет).
Считается (Городний Н.М. и др., 1990), что в 1 т биогумуса
содержится в среднем 45 кг питательных элементов (NPK) и что
нередко биогумус по своей питательной ценности превосходит
органические удобрения.
Модер. Мягкая фракция биогумуса – гранулы 0,3 – 0,7 мм.
Используется для подкормки огородных, парниковых, тепличных и
оранжерейных культур.
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Мор. Самая крупная фракция биогумуса. Ее гранулы имеют
размеры от 0,7 до 1,0 мм. Предназначена для применения в
растениеводстве, огородничестве и садоводстве. Вносится при посеве
в рядки, лунки, гнезда.
Муль. Мельчайшая фракция биогумуса (или гумусовая мука).
Размер гранул до 0,1 мм. При внесении в почву сразу же растворяется
и усваивается растениями. Используется для внекорневых подкормок,
«лечения» растений, перенесших стрессовое состояние при
пересадках, а также для получения быстрого эффекта при
выращивании растений.
Ценные свойства биогумуса при применении его благоприятно
сказываются на формировании урожайности сельскохозяйственных
культур, стимулируют улучшение качества получаемой продукции.
Установлено, например, что благодаря биогумусу прибавка урожая
зерновых составляет 30 – 40%, картофеля – 30 – 70 и овощных – 35 –
70%.
Примером повышения качества продукции под влиянием
биогумуса может служить увеличение содержания витамина С во
фруктах и овощах.
Целесообразные дозы внесения биогумуса заметно варьируют в
зависимости от метеорологических условий года. Так, для дерновоподзолистых почв (Московская область) при увлажнении достаточной
будет доза 5 т/га; если складываются засушливые условия, требуется
10 т. В ряде исследований отмечается положительное влияние
биогумуса уже в дозе 2,5 – 3,0 т/га при сплошном и 250 – 300 кг/га
при локальном внесении. При этом материальные затраты
уменьшаются в 3 – 5 раз по сравнению с традиционными видами
органических удобрений, а чистый доход (например, по овощам)
соответственно в 3 – 4 и даже 20 раз выше по сравнению с
применением птичьего помета и навоза крупного рогатого скота.
ЛЕКЦИЯ 7
ТЕМА: ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭКОЛОГИИ: СОЦИАЛЬНОЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АРГОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
ИНТЕГРАЦИИ
На практике методы управления качеством окружающей среды
подразделяются на:
– административное регулирование, включающее введение
соответствующих нормативных стандартов и ограничений, прямой
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
контроль, лицензирование природопользования и создающее
обязательные
рамочные
условия
функционирования
сельхозпредприятий;
– экономические механизмы (система платежей за загрязнение,
субсидии, эконалоги и др.);
– методы, направленные на формирование рыночных отношений
в сфере природопользования.
Каждый их этих методов, имеет сферу своего эффективного
применения. Определенные сочетания этих методов применяются на
различных стадиях производственного процесса в зависимости от его
воздействия на окружающую среду. Применению того или иного
метода
должен
предшествовать
анализ
его
возможных
положительных и отрицательных последствий.
Окружающую природную среду, включающую в себя флору,
фауну и среду их обитания следует рассматривать в качестве
важнейшего социально-экономического ресурса.
Проблема сокращения биоразнообразия нашла свое четкое
признание в рамках ВКОСР в 1987 году, когда она отметила, что:
«Вопросы, связанные с сохранением видов, понимаются, в основном,
в рамках научной проблематики и проблематики охраны природы и
не рассматриваются с точки зрения первоочередных проблем
экономики и ресурсов. Таким образом, этому вопросу недостает
политической направленности». Подобная ситуация зачастую
обусловлена тем, что исследователи и руководители, занимающиеся
вопросами охраны природы, во многих случаях не располагают
возможностью проведения надлежащего социально-экономического
анализа, определения количественных критериев и распространения
информации о многообразии и масштабах социально-экономических
выгод от охраны природы. Для достижения устойчивого развития
нынешнее использование и оценка ресурсов живой природы и среды
обитания должны сочетаться с учетом их экономической и иной
значимости для общества и не должны быть в ущерб перспективам их
использования будущими поколениями.
Системная оценка предполагает определение прямых и
косвенных показателей.
Прямые экономические выгоды обусловлены фактическим или
потенциальным использованием природной окружающей среды или
пониманием того, что ее ресурсы существуют и будут существовать в
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
будущем. В этих цепях целесообразно проводить оценку на двух
уровнях: потребительском и внутренней ценности.
Ряд
прямых
выгод
обусловлен
конкретной
формой
использования природных ресурсов. Некоторые из этих видов
использования связаны с непосредственным материальным
потреблением (например, заготовка кормов), в то время как другие
имеют
иную
направленность
(например,
наблюдение
и
фотографирование живой природы). В некоторых случаях при таком
использовании не происходит даже прямого контакта с природной
окружающей средой (например, чтение книги или просмотр фильма о
флоре, фауне и среде их обитания). Для оценки такого рода
деятельности в денежном выражении предлагают применять
несколько методов, хотя между экономистами, занимающимися
вопросами охраны окружающей среды, существуют разные мнения в
отношении того, какие методы можно считать более объективными
для оценки конкретного вида использования природных ресурсов.
При наличии рыночных отношений (агроэкотуризм, охотничьи
туры) используются соответствующие цены (тарифы) в качестве
одного из показателей стоимости. При отсутствии механизма
ценообразования требуются особые подходы. Это обусловлено тем,
что флора, фауна и среда их обитания зачастую представляют собой
ресурсы, находящиеся в общественной собственности. В этой связи
экономическая информация о стоимостном значении использования
бывает весьма скудной или может вообще отсутствовать.
Из методов, применяемых для оценки числа участников, готовых
платить за выгоды от использования флоры, фауны и среды их
обитания, наиболее часто применяются вероятностные методы
оценки (ВМО). Этот метод весьма противоречив, однако его
преимущество заключается в универсальности применения. Среди
других популярных методов можно назвать метод оценки
экскурсионно-путевых издержек (МЭПИ) и стоимостную оценку
эстетических благ.
Имеются и другие методы, например, подходы к оценке расходов
(на основе альтернативного замещения и т.д.), которые применяются
для оценки экономических выгод от различных видов использования
флоры, фауны и среды их обитания.
Существует проблема оценки прямых выгод, связанных с
внутренней ценностью. Внутреннюю ценность определяют как
ценность возможности выбора и ценность существования. Под
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ценностью возможности выбора понимается готовность индивидуума
выплатить определенную сумму в данный момент для обеспечения
одного или более видов использования природной окружающей
среды.
Под ценностью существования понимается готовность
индивидуума выплатить определенную сумму для того, чтобы
обеспечить существование флоры, фауны и среды их обитания даже в
том случае, если он лично не воспользуется этими ресурсами. В
основе ценности существования лежит альтруизм по отношению к
потомкам, друзьям, родственникам того или иного лица, общества
или же такое отношение к самой природе.
Косвенные экономические последствия обусловлены тем, что в
процессе использования флоры, фауны и среды их обитания
участники тратят значительные денежные суммы. Это, как правило,
оказывает значительное воздействие на местную экономику, приводя
к возникновению новых рабочих мест и увеличивая доходы
государства
за
счет
налогообложения.
Методы
оценки
экономического воздействия заключаются в сборе информации о
расходах участников такой деятельности на местах и в использовании
моделей «затраты-выпуск» или мультипликаторов для оценки
экономического значения этой деятельности для местной экономики,
распределения доходов государства.
В ряде случаев государственные доходы, поступающие от
налогообложения хозяйственной деятельности, связанной с
использованием ресурсов флоры, фауны и среды их обитания,
превышают фактические затраты государства на природоохранные
меры.
При рассмотрении вопроса о выборе экономических, необходимо
проводить оценку затрат и результатов возможных вариантов. В
частности, при разработке и внедрении экономических механизмов
особое внимание уделяется следующим группам вопросов:
Четкие границы и цели. В частности, четко формулируют такие
вопросы как: функционирует ли данный экономический механизм в
сочетании с прямым регулированием, или этот механизм является
альтернативой последнему; не предшествует ли его использование
принятию других нормативов и не направлен ли он на обеспечение
соблюдения этих нормативов в более сжатые сроки; используются ли
получаемые доходы в общих целях или они предназначены для
финансирования конкретных природоохранных или других мер. В
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
случае начислений налогов не следует путать цель стимулирования с
целью извлечения доходов.
Определение
объектов
применения.
Сюда
относятся
загрязняющие вещества, процессы или продукты, к которым
применяются экономические методы. Кроме того, должна быть
обеспечена информация о сельскохозяйственных предприятияхзагрязнителях, а именно их число, размеры, роль в создании
соответствующей проблемы и как они загрязняют среду
(точечные/неточечные источники, мобильные/стационарные), об их
финансовых возможностях, форме их организации и возможной
реакции и т.п. Требуемая информация не должна быть слишком
объемной.
Простота и ясность функционирования. Данные аспекты имеют
важное значение и в большой степени определяют эффективность
экономического механизма с точки зрения административного
управления. Это касается существа экономического механизма:
методов и процедур расчета начислений, расчета доходов от
сокращений выбросов (в случае переуступаемых лицензий) и т.п. Это
также касается новых учреждений (или уже существующих
налоговых служб), административных требований, возможных
способов замера, а также формальностей, связанных с выставлением
счетов и контролем. Необходимо обеспечить надлежащий баланс
между чрезмерной сложностью экономического механизма, которая
затруднит его использование, и чрезмерной простотой, которая может
отражать его недостаточную эффективность. Экономические
механизмы, направленные на сокращение выбросов предприятиями загрязнителями, будут более сложными, чем те, которые имеют
целью только увеличение доходов. Простота и ясность
функционирования, главным образом, связана и с процедурами
расчетов. Введение в действие слишком большого числа различных
экономических механизмов может привести к ценовой неразберихе, а
в долгосрочной перспективе это может дать обратные результаты.
Существует три способа расчета начислений или налогов на
выбросы:
– на основе замера фактического загрязнения;
– на основе расчетной таблицы;
– на основе заранее определенных ставок.
Замер
может
осуществляться
либо
ответственным
административным органом на годовой основе, либо загрязнителем
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
на основе годовых показателей (или показателей за меньший
промежуток времени). Самоконтроль является менее дорогостоящим,
но требует периодических проверок.
Для начислений или налогов на продукты устанавливаются
фиксированные ставки. Начисления могут поступать и по каналам
уже существующих налоговых служб. В этом отношении
эффективными структурами могут быть соответствующие налоговые
формы (акцизные сборы, налог на добавленную стоимость). На
уровне розничной торговли следует избегать установления большого
числа начислений или налогов на товары. Производители и
импортеры менее многочисленны, и поэтому именно на их уровне
добиваются более эффективного управления и облегчения контроля.
В случае переуступаемых лицензий четко оговариваются такие
вопросы, как первоначальное распределение квот на выбросы (с тем,
чтобы свести до минимума препятствия на пути свободного доступа к
данной отрасли), контроль и определение постоянных или
снижающихся потоков выбросов. Кроме того, если поставлена цель
сократить совокупный объем выбросов, оговаривают условия выхода
на рынок новых участников.
Приемлемость экономических мер. Степень приемлемости
увеличивается, если принимаются во внимание следующие элементы:
Между сельскохозяйственными предприятиями-загрязнителями
распространяется соответствующая информация, касающаяся тех
аспектов нового механизма, которые могут иметь к ним отношение.
Важными элементами являются цель и технические аспекты
механизма, финансовые последствия, сроки его введения в действие,
возможное видоизменение в будущем и т.д. Большое значение имеет
своевременная информация о новых элементах и о взаимосвязях
между различными областями деятельности.
По-возможности, следует проводить консультации с целевыми
субъектами относительно применения соответствующих механизмов.
В частности, с целью уменьшения неопределенности и обеспечения
более стабильного политического резонанса крупные изменения или
планы должны обсуждаться с ответственными представителями
организаций или других крупных целевых групп (фермеров,
потребителей, промышленников и т.д.). Механизмы, применяемые на
стыке различных областей деятельности, должны быть представлены
всем заинтересованным сторонам.
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Внедрению новых экономических механизмов должен
предшествовать подготовительный период и своевременное
оповещение об их внедрении, которое при необходимости может
быть поэтапными. Особенно это касается начислений и налогов на
выбросы и переуступаемые лицензии с тем, чтобы обеспечить для
загрязнителей возможность приспособиться к новым условиям и
избежать чрезмерно быстрого роста финансовых расходов (например,
ставки сборов за загрязнение могут повышаться поэтапно).
Расходы на внедрение. Для стран, находящихся в переходном
периоде к рыночной экономике, необходимо избегать крупных
издержек для обеспечения функционирования соответствующих
механизмов, учреждений, предприятий и отдельных лиц. Следует
тщательно оценить эффективность затрат на создание этих
механизмов, их внедрение м функционирование. Использование в
этих целях уже существующих структур может дать значительную
экономию средств.
Оценка последствий. В этом отношении различают несколько
аспектов. Во-первых, на микроэкономическом уровне конкретные
сельскохозяйственные предприятия или их группы в краткосрочной
перспективе могут столкнуться со значительными расходами,
которые могут поставить под угрозу их существование. Во-вторых, на
макроэкономическом
уровне
в
долгосрочной
перспективе
использование соответствующего механизма в случае его
правильного выбора даст положительные результаты. Сравнение
экономической эффективности в долгосрочной перспективе и
конкретных краткосрочных проблем позволяет сделать вывод о
возможности принятия временных мер. С экономической точки
зрения принятие временных мер более желательно.
На практике существует два подхода к внедрению экономических
механизмов через налоговую систему:
– введение новых налогов или сборов на товары, например, в
виде конкретных экологических налогов на продукты и материалы,
загрязняющих окружающую среду, таких как пестициды, навоз,
минеральные удобрения, транспортные средства, тара, упаковочные
материалы и т.п.;
– приспособление существующих налоговых систем к целям
охраны окружающей среды.
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
II. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
ЗАНЯТИЕ №1
ТЕМА: ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
АГРОЭКОСИСТЕМ
Одно из основных отличий природных экосистем от
сельскохозяйственных (агроэкосистем) заключается в том, что
последние в процессе своего функционирования получают
дополнительную энергию в виде использованного топлива,
удобрений, пестицидов, работы машин и т. д. Для объективной
оценки эффективности современных агроэкосистем применяется
энергетический анализ, который построен на учете соотношения
энергии, полученной и затраченной в процессе функционирования
агроэкосистемы. Снижение энергозатрат на производство единицы
продукции в настоящее время является основной задачей, стоящей в
сельском хозяйстве (Володин В.М. и др. 1999).
Порядок выполнения работы
1. Рассчитайте энергию, аккумулированную в надземной
фитомассе сельскохозяйственных культур зернопропашного и
зернотравяного
севооборотов,
и
среднюю
величину
аккумулированной энергии для каждого севооборота, табл.3.
Полученные данные занесите в таблицу 5.
За цикл вегетации энергия общей надземной фитомассы (Ефn)
представлена суммой энергии, заключенной в основной продукции
(Еоф) и побочной продукции (Епф) сельскохозяйственной культуры:
Ефп = Еоф + Епф
Ефп = Еоф + Епф
Энергию, заключенную в основной продукции, находят по
формуле:
Еоф = 1000 ⋅ Уо ⋅ Со ⋅ Qо
где 1000 – коэффициент для перевода урожайности из т/га в кг/га;
Уо – урожайность основной продукции, т/га; Со – коэффициент
пересчета на содержание сухого вещества в основной продукции,
доли единицы; Qо – энергосодержание основной продукции, МДж/кг.
Энергию, заключенную в побочной продукции, находят по
формуле:
Ефп = 1000 ⋅ Уп ⋅ Сп ⋅ Qп
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где 1000 – коэффициент для перевода урожайности из т/га в кг/га;
Уп – урожайность побочной продукции, т/га; Сп – коэффициент
пересчета на содержание сухого вещества в побочной продукции,
доли единицы; Qп – энергосодержание побочной продукции, МДж/кг.
Средняя величина аккумулированной энергии для севооборота
(Еф) рассчитывается по формуле:
Еф =
Еф1 + Еф2 + ... + Ефn
,
n
где n – число культур севооборота.
Таблица 3. – Урожайность, коэффициенты пересчета на сухое
вещество, энергосодержание основной и побочной продукции
сельскохозяйственных культур
№
п/
п
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
Основная продукция
Побочная продукция
СельскоУрожай- Коэф. Энерго- Урожай- Коэф. Энерг.с
хозяйственная ность перес- содерж. ность пересод.
культура
(Уо), чета (Со) (Qо),
(Уп),
чета
(Qп),
т/га
МДж/кг т/га
(Сп) МДж/к
г
0
Зернопропашной севооборот (крутизна склона 0-3 )
Ячмень
4,0
0,86
19,13
4,8
0,84
17,15
Кукуруза на
30,0
0,18
16,35
–
–
–
силос
Горох
2,5
0,86
19,79
3,8
0,84
17,15
Озимая
3,5
0,86
19,13
5,3
0,84
17,15
пшеница
Сахарная
40,0
0,25
18,36
40,0
0,18
16,36
свекла
Зернотравяной севооборот (крутизна склона 3-50)
Ячмень
3,5
0,86
19,13
4,2
0,84
17,15
Люцерна
5,0
0,85
21,83
–
–
–
(сено)
Люцерна
4,5
0,85
21,83
–
–
–
(сено)
Озимая
4,0
0,86
19,13
6,0
0,84
17,15
пшеница
Горох
3,0
0,86
19,79
4,5
0,84
17,15
2. Используя данные таблицы 4, рассчитайте антропогенную
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
энергию, затраченную на возделывание сельскохозяйственных
культур в агроэкосистемах, и среднюю антропогенную энергию,
затраченную на возделывание культур в каждом севообороте.
Антропогенная
энергия,
затраченная
на
возделывание
сельскохозяйственной культуры в агроэкосистеме (Еаn), представляет
собой сумму энергии овеществленных затрат (Аn) и прямых и
косвенных затрат (Бn):
Еаn = Аn + Бn
Овеществленные затраты состоят из энергии удобрений (Еу),
пестицидов (Ея) и семян (Ес):
Аn = Еу + Ея + Ес
Энергосодержание минеральных удобрений определяют по
формуле:
Еу = 86,8 ⋅ N + 13,8 ⋅ Р + 8,8 ⋅ К
где 86,8; 13,8; 8,8 – энергетические эквиваленты, соответственно:
для азотных, фосфорных и калийных удобрений, МДж/кг; N, P, K –
соответственно дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений,
кг/га.
Энергия, содержащаяся в пестицидах, определяется по формуле:
Ея = Dп ⋅ Qя
где Dп – доза пестицида, кг/га; Qя – энергосодержание
пестицидов, МДж/кг. Энергосодержание гербицида 2,4Д составляет
105,6 МДж/кг, гербицида эптам – 314,9 МДж/кг.
Энергия, содержащаяся в семенах, определяется по формуле:
Ес = Nc ⋅ Qo
где Nc – норма высева семян, кг/га; Qо – энергосодержание
семян, МДж/кг. Энергосодержание семян пшеницы и ячменя
составляет 19,13, гороха – 19,79, кукурузы – 18,35, люцерны –19,7,
свеклы – 18,4 МДж/кг.
Прямые (топливо, электроэнергия, затраты живого труда) и
косвенные (энергоемкость энергетических средств: тракторов,
комбайнов и т. д.) затраты определяют по таблице 4.
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Средняя антропогенная энергия на возделывание
сельскохозяйственных культур в севообороте рассчитывается по
формуле:
Еа1 + Еа 2 + ... + Еа n
n
где n – число культур севооборота.
Еа =
Таблица 4. – Норма высева семян, дозы минеральных удобрений и
гербицидов, прямые и косвенные затраты антропогенной энергии
№
п/
п
Норма Дозы минер. удобрений,
Сельсковысева
кг/га действ. вещества
хозяйственная семян
КалийАзотные, Фосфоркультура
(Nс),
ные,
(N)
ные, (P)
кг/га
(K)
1.
2.
3.
4.
Ячмень
Кукуруза на
силос
Горох
220
60
60
60
30
300
80
–
80
50
80
50
Озимая
пшеница
250
90
70
70
17158
Сахарная
свекла
2.
3.
4.
5.
Прямые и
косвенные
затраты
(Б),
МДж/га
2,4Д
2 кг/га
2,4Д
2 кг/га
–
2,4Д
2 кг/га
5.
1.
Дозы
пестицидов
(Dп),
кг/га
Ячмень с
люцерной
Люцерна 1 г.
(сено)
Люцерна 2 г.
(сено)
Озимая
пшеница
Горох
3.
Проведите
4016
6799
3080
3663
5
100
100
100
Эптам
5 кг/га
200
12
–
50
200
200
–
3736
–
–
–
–
2353
–
–
–
–
–
2149
250
70
70
70
300
–
–
–
энергетическую
оценку
50
2,4Д
3999
2 кг/га
–
3383
эффективности
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
технологий, используемых при возделывании сельскохозяйственных
культур, по формуле:
Rn =
Ефn
Ean
где Rn – энергетическая эффективность сельскохозяйственной
технологии.
Проведите
энергетическую
оценку
эффективности
функционирования зернопропашного и зернотравяного севооборотов
по формуле:
R=
Eф
Еа
Величины Еф и Еа были рассчитаны при выполнении заданий 1 и
2 данной работы.
Энергетическая
эффективность
агроэкосистемы
(R),
показывает во сколько раз энергия, содержащаяся в урожае
сельскохозяйственных культур, больше энергии, вложенной в процесс
их возделывания. Чем выше величина R, тем энергетически более
эффективной считается агроэкосистема.
Контрольные вопросы:
1.
Используя предметный указатель в конце учебника
«Агроэкология» под ред. В.А. Черникова, 2000 г. и
агроэкологический
словарь,
ознакомьтесь
со
следующими
терминами: агроэкология, агроландшафт, антропогенная энергия,
круговорот веществ, основная продукция, побочная продукция,
период вегетации, пестициды, урожайность, эффективность.
2.
В чем сущность энергетического подхода к анализу
эффективности агроэкосистем?
3.
Технология возделывания какой культуры является
энергетически более выгодной и энергетически менее выгодной?
4.
Функционирование
какого
севооборота
является
энергетически более выгодным?
5.
Чем характеризуется круговорот веществ и поток энергии в
агроландшафтах и естественных фитоценозах?
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5. – Основные параметры биоэнергетической оценки
эффективности агроэкосистем
№
п/п
Сельскохозяйственная
Еоф Епф Ефn Еу Ея
культура
Ес Аn Еаn R
Зернопропашной севооборот (крутизна склона 0-30)
1.
Ячмень
2.
Кукуруза на силос
3.
Горох
4.
Озимая пшеница
5.
Сахарная свекла
В среднем
Зернотравяной севооборот (крутизна склона 3-50)
1.
Ячмень
2.
Люцерна 1 г. (сено)
3.
Люцерна 2 г. (сено)
4.
Озимая пшеница
5.
Горох
В среднем
ЗАНЯТИЕ № 2
ТЕМА: РАСЧЕТ БАЛАНСА КАДМИЯ В ПОЧВЕ
Загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ) является одним из
видов антропогенной деградации почв. Среди ТМ самым опасным и
вероятным загрязнителем окружающей среды является кадмий (Cd).
Согласно принятой в настоящее время шкалы экологотоксикологического нормирования, в России о 183 тыс. га пашни
загрязнены этим элементом (Кузнецов А.В., 1997). В Белгородской
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
области выявлено 11,8 тыс. га пахотных почв, где валовое содержание
этого
токсиканта
превышает
установленный
уровень
ориентировочно-допустимой концентрации (ОДК) (Авраменко П.М.,
Лукина С.В., 2001).
Порядок выполнения работы
1. Используя данные таблицы №1, определите вынос кадмия с
урожаем каждой сельскохозяйственной культуры (Bn) и в сумме за
ротацию севооборота (B) по формулам:
Вn = 1000 ⋅ (Yo ⋅ Co ⋅ So + Yn ⋅ Cn ⋅ Sn )
B − B1 + B2 + ...Bn
где 1000 – перевод из т/га в кг/га; Yo и Yn – урожайность
основной и побочной продукции, т/га; Co и Cn – коэффициенты
пересчета основной и побочной продукции на сухое вещество, доли
единицы; So и Sn – содержание кадмия в основной и побочной
продукции, мг/кг; В1 – вынос кадмия с урожаем первой культуры
севооборота.
2. Рассчитайте поступление кадмия в почву при внесении
удобрений под каждую сельскохозяйственную культуру (Пn) и в
сумме за ротацию севооборота (П):
Пn = Nn ⋅ Kn + Pn ⋅ Kp + Kn ⋅ Kk + On ⋅ Ko
где Nn, Pn, Kn, Оn - соответственно: дозы азотных, фосфорных,
калийных и органических удобрений, применяемых под
сельскохозяйственную культуру, кг/га; Kn, Kp, Kk, Ko –
соответственно: содержание кадмия в азотных удобрениях 0,2 мг/кг,
фосфорных – 1,4 мг/кг, калийных – 0,3 мг/кг и органических
удобрениях – 0,55 мг/кг (Овчаренко М.М.,1997; Кабата-Пендиас А.,
Пендиас Х., 1989).
3. Рассчитайте баланс кадмия под каждой сельскохозяйственной
культурой (Bn) и в целом за ротацию севооборота (Б):
Бn = Пn − Bn
Б = П−В
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 6. – Данные для расчета выноса кадмия с урожаем
сельскохозяйственных культур
Основная продукция
Побочная продукция
Сельскохо- УрожайСодерж Урожай
Содерж
№
Коэф.
зяйственная ность Коэф.
Cd,
ность
Cd,
п/п
перес.
перес.
Культура
(Yо),
мг/кг
(Yn),
мг/кг
(Со)
(Сn)
т/га
сух.в.
т/га
сух.в.
1.
Ячмень
4,0
0,86
0,06
4,8
0,84
0,15
2.
Кукуруза
на
Силос
30,0
0,18
0,15
–
–
–
3.
Горох
2,5
0,86
0,10
3,8
0,84
0,21
3,5
0,86
0,08
5,3
0,84
0,18
40,0
0,25
0,28
40,0
0,18
1,13
4.
5.
Озимая
пшеница
Сахарная
свекла
Таблица 7. – Дозы минеральных и органических удобрений
Сельскохо№
зяйственная
п/п
Культура
Минеральные удобрения, кг/га д.в. Органические
удобрения,
Азотные Фосфорные Калийные
т/га
(N)
(Р)
(К)
(О)
1.
Ячмень
60
60
60
–
2.
Кукуруза на
Силос
80
80
80
–
3.
Горох
–
50
50
–
4.
Оз.
Пшеница
90
70
70
–
5.
Сах. Свекла
90
90
90
40
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе №
1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями:
аккумуляция тяжелых металлов, деградация почв, загрязнение
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
окружающей среды, ОДК, ПДК, персистентность тяжелых металлов,
ротация, тяжелые металлы.
2. С какими удобрениями в почву поступает наибольшее
количество кадмия?
3. Какая сельскохозяйственная культура характеризуется
наибольшим выносом кадмия?
4. Происходит ли при использовании удобрений накопление
кадмия в почве?
ЗАНЯТИЕ №3
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
Одним из основных источников поступления ТМ в почву
является автотранспорт. В результате автомобильной эмиссии
происходит загрязнение придорожных экосистем. Как правило, это
загрязнение носит полиэлементный характер. При загрязнении почвы
несколькими ТМ степень загрязнения оценивается по величине
суммарного показателя загрязнения.
Порядок выполнения работы
1. Используя данные таблицы №1, рассчитайте суммарный
показатель загрязнения почвы (Zc) на разном расстоянии от
автотрассы по формуле:
n
Zc = ∑ K Cl − ( n − 1)
i =1
где n – число определенных ингредиентов; К – коэффициент
концентрации металла, равный частному от деления массовой доли iго элемента в загрязненной и фоновой почвах.
Полученные данные занесите в таблицу 8.
1. Рассчитайте скорость накопления Cd, Pb, Zn в пахотном
горизонте почвы в зависимости от расстояния до автотрассы:
Vn =
Cnз − Cnф
t
где Vn – скорость накопления ТМ, мг/кг в год; Сnф – фоновое
содержание ТМ в почве, мг/кг; Cnз – содержание ТМ в загрязненной
почве, мг/кг; t – период времени, в течение которого происходило
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
загрязнение почвы (принять равным 30 годам).
2. Рассчитайте, через сколько лет (при постоянной скорости
накопления ТМ в почве) содержание ТМ в почве придорожной
экосистеме достигнет уровня ОДК:
T=
Coдк − Cnз
Vn
где Содк – ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) ТМ
в почве, мг/кг; Т – время достижения ОДК ТМ в почве.
Полученные данные занесите в таблицу 9.
Таблица 8. – Содержание тяжелых металлов в почве
придорожной экосистемы, мг/кг
Расстояние
от трассы,
м
5
10
15
20
30
40
60-200
фон
ОДК
Cd
Pb
Zn
Cu
Ni
Co
Cr
1,23
1,15
1,15
1,00
0,70
0,70
22,0
20,6
19,9
19,3
13,5
13,5
44,9
44,3
43,6
43,5
42,8
39,9
19,8
18,8
18,8
17,8
17,8
17,3
44,9
43,3
43,3
43,3
41,6
41,6
13,8
13,3
12,8
12,8
12,8
12,3
22,5
22,5
20,0
20,0
20,0
17,5
0,45
13,5
39,0
17,3
41,6
11,3
17,5
2,00
130
220
132
80
Не
установлен
100
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе № 1,
ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: аэрозоли,
буферность почвы, фоновое содержание тяжелых металлов,
экосистемы.
2. Охарактеризуйте закономерности загрязнения почвы ТМ в
придорожной экосистеме? Загрязнение каким ТМ представляет
наибольшую опасность для придорожной экосистемы?
3. Используя результаты, полученные в работе, сформулируйте
рекомендации по использованию земель в зоне влияния
автотранспорта.
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 9. – Коэффициенты концентрации ТМ в почве и
суммарный показатель загрязнения
Расстояние
от трассы,
м
5
10
15
20
30
40
Коэффициенты концентрации (Кс)
Cd
Pb
Zn
Cu
Ni
Co
Zc
Cr
Таблица 10. – Время достижения ОДК ТМ в почве, годы
Расстояние
от трассы,
м
Время достижения ОДК ТМ в почве (Т)
Cd
Pb
Zn
Cu
Ni
Cr
5
10
15
20
30
40
ЗАНЯТИЕ № 4
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ПОЧВЫ
В настоящее время для контроля загрязнения окружающей среды
используется ряд инструментальных и биологических методов
анализа. Биологические методы более объективно отражают
экологическое состояние системы, в частности самоочищающуюся
способность почвы, её реакцию на тот или иной раздражитель.
Биологический метод высокоэффективен при определении общей
фитотоксичности почвы. Он прост в исполнении, оперативен и
позволяет быстро определить суммарную фитотоксичность почвы.
Принцип метода биоиндикации основан на зависимости между дозой
токсиканта и эффектом его действия на тест-объект. Основным
требованием к тест-объекту является высокая чувствительность к
определенному токсиканту или продуктам его распада (Черников
В.А. и др., 1995).
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Порядок выполнения работы
Средний образец составляют из 20 проб свежей почвы с каждого
варианта опыта, тщательно перемешивают и очищают от остатков
корней растений, 100 г почвы вносят в 250-миллилитровую колбу со
100 мл стерильной водопроводной воды (1:1). Колбу закрывают
стерильной резиновой пробкой и взбалтывают в течение 2,5 часов при
60 колебаниях в 1 минуту. Затем почвенную вытяжку фильтруют
через складчатый фильтр в химически чистые колбы. Предварительно
отбирают семена редиса, близкие по величине и цвету (обычно
репродукция имеет семена двух видов – с более светлой и темной
оболочкой): лучше использовать семена со светло-желтой оболочкой
последнего года репродукции, обладающие более высокой
всхожестью. Перед проведением исследований необходимо
предварительно проверить всхожесть семян. Отобранные семена по
215 шт. помещают в химические стаканчики емкостью 75 мл,
заливают 5 мл почвенной вытяжки и замачивают в течение 24 часов.
После этого срока семена раскладывают в стерильные чашки Петри с
кружками фильтровальной бумаги и слоем ваты, в которые вносят
запас стерильной водопроводной воды в количестве 10 мл (чашки
Петри стерилизуют в сушильном шкафу при температуре 1200 в
течение 2 часов). После внесения воды поверхность фильтров
выравнивают шпателем. В каждую чашку помещают 50 семян
десятью порциями по 5 семян, которые равномерно распределяют по
поверхности чашки. Повторность четырехкратная.
Результаты опыта учитывают на третьи сутки после прорастания
семян при комнатной температуре. При их прорастании в
биотермостате при температуре 25-260С время учета сокращается до
2-2,5 суток. Контролем служат семена, замоченные в том же объеме
стерильной водопроводной воды. Измеряют общую длину корней
проростков в каждой повторности, учитывают также невсхожие
семена (всхожими считаются семена, прорвавшие оболочку).
После измерения длины корней в четырех повторностях
рассчитывают среднюю длину корней взошедших семян, а также
процент снижения их длины по сравнению с контролем. Уменьшение
длины корней проростков по отношению к контролю, выраженное в
процентах, и является показателем токсичности почвы при
применении химических средств защиты растений.
Достоверной считается токсичность в 20 % и выше. Такая
токсичность по биотесту при сравнении с калибровочной шкалой
растворов пестицидов соответствует их количеству, превышающему
остаточные количества препаратов, определенных физико58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
химическими методами в три раза и более.
Необходимые материалы: Семена редиса.
Приборы,
оборудование:
1.Качалка
автоматическая.
2.
Сушильный шкаф. 3. Бумага фильтровальная. 4. Вата хирургическая.
5. Колбы конические Эрленмейеровские на 250 мл. 6. Стаканчики
стеклянные химические на 75 мл. 7. Пробки резиновые. 8.Шпатели
металлические.
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе №
1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями:
биоиндикаторы,
миграция
тяжелых
металлов,
мониторинг
окружающей среды, токсиканты, фитотоксичность почвы.
2. Как влияют физические и химические свойства почвы на
скорость аккумуляции тяжелых металлов в почве и растительной
продукции?
3. Что лежит в основе санитарно-гигиенического нормирования
почв, его виды?
ЗАНЯТИЕ № 5
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТОВ В РАСТИТЕЛЬНОЙ
ПРОДУКЦИИ
Нитраты являются главным источником питания растений,
поскольку в их состав входит азот – главнейший биогенный элемент.
Нитраты не отличаются высокой токсичностью, однако в процессе
трансформации они могут восстанавливаться до нитритов, опасных
для человека и животных, В организме теплокровных нитриты
участвуют в образовании более сложных (и наиболее опасных)
соединений – нитрозаминов, которые обладают канцерогенными
свойствами. Проблема загрязнения растительной продукции
нитратами тесно связана с крайне низкой культурой земледелия.
Неграмотное применение азотных минеральных и органических
удобрений в высоких дозах и на поздних стадиях формирования
урожая приводит к чрезмерному накоплению нитратов в некоторых
видах сельскохозяйственной продукции. Наибольшее количество
нитратов накапливается в столовой свекле, салате, укропе, редисе.
Допустимые уровни содержания нитратов в картофеле составляют
250, в ранней капусте – 900, в поздней капусте – 500, в ранней
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
моркови – 400, в поздней моркови – 250, в столовой свекле -1400, в
репчатом луке – 80, в листовых овощах (салат, шпинат, щавель,
петрушка, укроп и т.д.) – 2000 мг NO3/кг.
Порядок выполнения работы
Подготовка проб к анализу. Пробу испытуемого материала
(столовая свекла, морковь, картофель, репчатый лук) измельчают
теркой или мезгообразователем, и измельченную массу тщательно
перемешивают. Взвешивают 12,5 г анализируемого продукта с
точностью до первого десятичного знака, помещают в стакан
гомогенизатора, приливают 50 см3 раствора алюмокалиевых квасцов с
массовой долей 1% (отношение массы пробы к объему раствора 1:4) и
гомогенизируют в течение 1 мин. при частоте вращения 6000 мин.– 1.
При отсутствии гомогенизатора 12,5 г мезги помещают в
технологическую
емкость,
приливают
50
см3
раствора
алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% и перемешивают на
встряхивателе, ротаторе или с помощью мешалки в течение 3 мин.
При анализе растений, содержащих твердые ткани и при отсутствии
гомогенизатора пробы массой 12,5 г растирают в ступке с
прокаленным песком или битым стеклом до однородной массы,
переносят в технологическую емкость вместимостью 100 или 200 см3
с помощью 50 см3 раствора алюмокалиевых квасцов с массовой долей
1%, а затем перемешивают в течение 3 мин. В полученной суспензии
измеряют концентрацию нитратов.
Измерение
концентрации
иона
нитрата
проводят
непосредственно в логарифмических единицах pCNO3 (pCNO3 = –log
CNO3) по шкале иономера, предварительно отградуированного по
растворам сравнения.
Перед измерениями нитратный ионоселективный электрод
тщательно ополаскивают дистиллированной водой и выдерживают
его в дистиллированной воде в течение 10 мин. При
непосредственном измерении pCNO3 прибор ежедневно настраивают в
режиме «рХ» по растворам сравнения с pCNO3 равными 4 и 2,
используя соответствующие регулировочные ручки прибора. Раствор
с pCNO3 равным 3, используют для контроля настройки. Отклонения
значений pCNO3 от номинальных значений растворов сравнения не
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
должны превышать 0,02 единицы pCNO3.
При работе с приборами, имеющие соответствующие
преобразователи величины pCNO3 в значения концентрации иона
нитрата, настройку прибора проводят непосредственно в единицах
массовой доли нитрата – миллионных долях (мг/кг) по растворам
сравнения. Массовую долю иона нитрата в растворах сравнения
определяют по значениям величин pCNO3 растворов сравнения с
помощью вспомогательных таблиц. При настройке прибора
отклонения значений массовой доли иона нитрата от номинальных
значений, найденных по таблицам, не должны превышать 4%.
После градуировки прибора электрода тщательно ополаскивают
дистиллированной водой, промокают фильтровальной бумагой и
погружают в испытуемые пробы. Показания прибора считывают не
ранее чем через 1 мин. после прекращения заметного дрейфа
показаний прибора. При переходе от одной пробы к другой электроды
ополаскивают дистиллированной водой и промокают фильтровальной
бумагой. Температура анализируемых проб и растворов сравнения
должна быть одинаковой. Настройку прибора проверяют по
растворам сравнения не менее 3 раз в течение рабочего дня,
используя каждый раз свежие порции растворов сравнения. Перед
каждой проверкой настройки иономера нитратный ионоселективный
электрод выдерживают в растворе сравнения концентрации с(NO3 –) =
0,0001 моль/дм3 в течение 3-4 минут.
Массовую долю нитратов находят по величине pCNO3 с
помощью вспомогательной таблицы. Допускаемые относительные
отклонения от среднего арифметического результатов повторных
анализов при доверительной вероятности Р = 0,95 составляют 12%
(ГОСТ 13496.19-86).
Необходимые материалы: квасцы алюмокалиевые (чда), вода
дистиллированная, калий хлористый (хч), калий азотнокислый (хч).
Приборы,
оборудование:
мезгообразователь
(терка),
гомогенизатор (мешалка), иономер, нитратный ионоселективный
электрод, электрод сравнения хлорсеребряный, технологические
емкости на 100 или 200 см3, мерные колбы на 50 или 100см3 , весы
лабораторные общего назначения.
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 11. – Вспомогательная таблица для пересчета pCNO3 в
массовую долю нитратов в испытуемом материале (соотношение
массы пробы и объема экстрагирующего раствора 1:4)
pCNO3
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
3,8
3,9
4,0
0,00
7762
6166
4898
3890
3090
2455
1950
1549
1230
977
776
617
490
389
309
246
195
155
123
97,7
77,6
61,7
49,0
38,9
30,9
24,5
0,01
7586
6026
4786
3802
3020
2399
1905
1514
1202
955
759
603
479
380
302
240
191
151
120
65,5
75,9
60,3
47,9
38,0
30,2
24,0
Массовая доля нитрата, мг/кг
Сотые доли pCNO3
0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07
7414 7244 7079 6918 6761 6607
5888 5754 5623 5495 5370 5248
4677 4571 4467 4365 4266 4169
3715 3631 3548 3467 3388 3311
2951 2884 2818 2754 2692 2630
2344 2291 2239 2188 2138 2089
1862 1820 1778 1738 1698 1660
1479 1445 1413 1380 1349 1318
1175 1148 1122 1096 1072 1047
933 912 891 871 851 832
714 724 708 692 676 661
589 575 562 550 537 525
468 457 447 437 427 417
372 363 355 347 339 331
295 288 282 275 269 263
234 229 224 219 214 209
186 182 178 174 170 166
148 145 141 138 135 132
118 115 112 110 107 105
93,3 91,2 89,1 87,1 85,1 83,2
74,1 72,4 70,8 69,2 67,6 66,1
58,9 57,5 56,2 54,9 53,7 52,5
46,8 45,7 44,7 43,6 42,7 41,7
37,1 36,3 35,5 34,7 33,9 33,1
29,5 28,8 28,2 27,5 26,9 26,3
23,4 22,9 22,4 21,9 21,4 20,9
0,08
6457
5129
4074
3236
2570
2042
1622
1288
1023
813
646
513
407
324
257
204
162
129
102
81,3
61,6
51,3
40,7
32,4
25,7
20,4
0,09
6310
5012
3981
3162
2512
1995
1585
1259
1000
794
631
501
398
316
251
200
159
126
100
79,4
63,1
50,1
39,8
31,6
25,1
19,9
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе №
1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: биогенные
элементы, канцерогены, нитраты, остаточное количество вещества,
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сертификация пищевой продукции, химизация сельского хозяйства,
«экологически безопасная продукция».
2. Перечислите методы определения загрязняющих веществ
почвы и растительной продукции.
ЗАНЯТИЕ № 6
ТЕМА: РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАДИОЛОГИЧЕСКИХ
ЭКСПОНЕНТ
Основными источниками техногенных радионуклидов в
агросфере являются остаточные количества долгоживущих
радионуклидов, поступивших в нее результате испытаний ядерного
оружия и аварий на атомных электростанциях. Наиболее значимыми
искусственными радионуклидами, загрязняющими агроландшафты,
являются стронций-90 (90Sr) с периодом полураспада 28,5 года и
цезий-137 (137Cs) с периодом полураспада 30,2 года. Потребление
радионуклидсодержащих продуктов приводит к формированию
источников внутреннего облучения человека из-за накопления
радиоактивных веществ в его организме. В различных
радиологических
ситуациях,
связанных
с
поступлением
радионуклидов в природную среду, именно внутреннее облучение
вносит основной вклад в суммарное облучение человека. После
Чернобыльской катастрофы поступление 137Cs (одного из основных
компонентов радиоактивных выпадений) с пищевыми продуктами
обеспечивало до 70-80% общей дополнительной (аварийной) дозы
облучения
населения.
Предельно-допустимая
концентрация
радионуклидов в продовольственном сырье и пищевых продуктах
регламентируется санитарными правилами и нормами (СанПиН
2.3.2.560-96). Для зерна допустимый уровень содержания цезия-137
составляет 80 Бк/кг, стронция-90 – 140 Бк/кг. Для молока допустимый
уровень содержания цезия-137 составляет 50 Бк/кг, стронция-90 – 25
Бк/кг. Характеристика интенсивности поступления радионуклидов из
почвы в растения проводится на основе расчетов коэффициента
накопления (Кн) и коэффициента перехода (Кп). Последний
коэффициент используется и для характеристики поступления
радионуклидов в продукцию животноводства.
Порядок выполнения работы
1. Используя данные таблицы, для всей растительной продукции
рассчитайте величину Кн для 137Cs и 90Sr по формуле:
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кн = Концентрация радионуклида в растениях, Бк/кг
Концентрация радионуклида в почве, Бк/кг
2. Используя данные таблицы, рассчитайте величину Кп
137
Cs по формуле:
растение), для
(почва-
Кп (почва-растение)= Концентрация радионуклида в продукции, Бк/кг
Плотность загрязнения почвы, кБк/м2
Плотность загрязнения пахотных угодий определяется как
суммарное содержание радионуклида в пахотном слое (0 – 20 см) на
единицу площади. Для расчета этой величины необходимо вычислить
массу (М) квадратного метра пахотного слоя почвы:
М = ГМо
где Г – глубина пахотного слоя почвы (равна 0.2 м); Мообъёмная масса почвы (принять равной 1100 кг/м3).
Величину плотности загрязнения (кБк/м2) получают умножением
содержания радионуклида в почве (Бк/кг) на массу квадратного метра
пахотного слоя почвы (кг/м2).
3. Рассчитайте величину Кп (рацион-молоко) для 137Cs по формуле:
Кп (рацион-молоко)=
Концентрация радионуклида в молоке, Бк/л
Содержание радионуклида в рационе, Бк/сутки
При расчетах содержания радионуклида в рационе исходите из
допущения, что суточный рацион коровы состоит из 50 кг зеленой
массы.
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе № 1,
ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: аэральное
загрязнение
растений, метаболизм
радиационных
веществ,
радиоактивные элементы, радиоактивное загрязнение, радиационный
мониторинг.
2. Какие факторы влияют на величину коэффициентов
накопления и перехода?
3. Какими
способами
можно
уменьшить
накопление
радионуклидов в сельскохозяйственной продукции?
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 12. – Данные для расчета радиологических экспонент
Концентрация
Концентрация
Вид
радионуклидов в
радионуклидов в
сельскохозяйственной
почве, Бк/кг
продукции, Бк/кг
продукции
137
90
137
90
Сs
Sr
Сs
Sr
Белгородская область, Алексеевский район
(чернозем обыкновенный)
Ячмень (зерно)
2,50
1,30
Ячмень (солома)
6,40
3,20
90
10
Зеленая масса трав
4,20
1,60
Молоко
Брянская область, Новозыбковский район
(дерново-подзолистая почва)
Зеленая масса трав (без
1300
удобрений)
Молоко
800
не
не
570
Зеленая масса трав
определяли
определяли
(доза удобрений
110
N180 P120 K360)
Молоко
50
ЗАНЯТИЕ № 7
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ГУМУСА И БИОГЕННЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СМЫВА
ПОЧВЫ
Водная эрозия является самым масштабным и необратимым
видом деградации почв. В результате эрозии со смытой почвой
теряется большое количество гумуса и основных элементов питания
растений, что приводит к снижению плодородия эродированных почв,
уменьшению продуктивности сельскохозяйственных культур.
Порядок выполнения работы
1. Используя данные таблицы 12, определите площади
эродированной пашни для каждого района и в целом для N-й области.
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 13. – Эродированность пашни и потери элементов
питания со смытой почвой в районах N-й области
Районы
1. Алексеевский
2. Белгородский
3. Борисовский
4. Валуйский
5. Вейделевский
6. Волоконовский
7. Губкинский
8. Грайворонский
9. Ивнянский
10.Корочанский
11.Красногвардейский
12.Краснояружский
13.Красненский
14.Новооскольский
15.Прохоровский
16.Ракитянский
17.Ровеньский
18.Старооскольский
19.Чернянский
20.Шебекинский
21.Яковлевский
Потери со
Площадь
ПлоСмыто
смытой
щадь Эродирован- эродир.
почвы, почвой, тыс. т
пашни, ность, % пашни,
тыс. т
тыс. га
тыс. га
гумус N P K
100,5
85,8
40,0
92,2
88,1
81,1
99,6
53,9
57,1
88,7
90,2
28,0
50,4
83,6
91,3
59,8
88,8
87,2
73,3
104,5
67,4
67,9
55,4
23,6
61,6
57,0
50,6
51,9
20,0
36,0
58,4
72,7
45,8
68,6
59,4
42,6
45,3
63,9
47,8
61,2
43,2
50,6
ИТОГО
2. Приняв условную величину смыва почвы с эродированной
пашни за 6 т/га в год, определите потери почвы для каждого района и
в целом для Белгородской области.
3. Исходя из допущения, что содержание в смытой почве гумуса
составляет 4,2 %, валового азота – 0,22 %, валового фосфора (P2O5) –
0,15 %, валового калия (K2O) – 2.0 %, рассчитайте потери гумуса,
азота, фосфора и калия для каждого района и в целом для
Белгородской области.
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе №
1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями:
альтернативная система земледелия, гумус, кадастр, консервация
земель, коэффициент эрозионной опасности, линейная эрозия,
поверхностная эрозия.
2. Каковы основные причины развития водной эрозии в
Белгородской области?
3. Определите административные районы, имеющие наиболее
низкую природную защищенность. Дайте экологический прогноз
развитию эрозионных процессов на территории Белгородской
области.
4. Что такое лимитированное природопользование? Какие
ограничения, на ваш взгляд, необходимо ввести при использовании
земельных ресурсов Белгородской области? Ответ обоснуйте.
ЗАНЯТИЕ № 8
ТЕМА: РАСЧЕТ БАЛАНСА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В
ПОЧВЕ
Дегумификация почв в агроландшафтах является одной из
острейших агроэкологических проблем. Черноземы ЦЧР за последние
сто лет потеряли около трети общих запасов органического вещества
(гумуса). Отрицательный баланс органического вещества в
черноземах ЦЧР составляет 0,66 т/га в год (Щербаков А.П., Васенев
И.И., 1996). Наряду с эрозией, одной из основных причин процесса
дегумификации
является
недостаточное
внимание
сельскохозяйственных
производителей
к мероприятиям
по
поддержанию бездефицитного баланса органического вещества в
почве (внесению органических удобрений, заделки соломы и
сидератов, увеличению доли многолетних бобовых трав и др.).
Уменьшение содержания органического вещества в почве на 1% ниже
оптимума приводит к снижению урожайности зерновых культур на
0,5 – 1,0 т/га.
Порядок выполнения работы
1. Определите величину минерализации органического вещества
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
под возделываемой культурой и в сумме за ротацию
зернопропашного и зернотравяного севооборотов:
Мn = BГКм / 100
где Mn – минерализация органического вещества, т/га;
В – масса почвы пахотного горизонта принимается равной 3 000
т/га;
Г– содержание органического вещества в пахотном горизонте
почвы, % (для зернопропашного севооборота Г = 5,4%, для
зернотравяного севооборота Г = 4,2%);
Км – коэффициент минерализации органического вещества,
зависит от возделываемой культуры (табл. 1).
Величина минерализации органического вещества за ротацию
севооборота (М) рассчитывается по формуле:
М = М 1 + М 2 + ...М n
где М1 – величина минерализации органического вещества под
первой культурой севооборота, т/га.
2. Определите величину образования органического вещества из
корневых и растительных остатков (приходная часть баланса) для
каждой сельскохозяйственной культуры и в сумме для
зернопропашного и зернотравяного севооборотов:
Qn = Уn ⋅ Kp ⋅ Kг
где Qn – образование органического вещества из корневых и
растительных остатков сельскохозяйственной культуры, т/га;
Уn – урожайность основной продукции сельскохозяйственной
культуры, т/га;
Кр – коэффициент выхода корневых и растительных остатков по
отношению к основной продукции (табл. 1);
Кг – коэффициент гумификации растительных остатков.
Величина образования органического вещества за ротацию
севооборота (Q) рассчитывается по формуле:
Q = Q1 + Q2 + ...Qn
3. Рассчитайте баланс органического вещества (Б) за ротацию
зернопропашного и зернотравяного севооборотов по формуле:
Б =Q−М
Величины Q и М определялись при выполнении заданий 1 и 2.
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 14. – Урожайность сельскохозяйственных культур и
коэффициенты для расчета баланса органического вещества
Коэффициенты
ГумифиВыхода
кации Минерали№ Сельскохозяйственная Урожай- пожнивнопожнивно- зации
п/п
культура
ность, корневых
корневых гумуса
т/га
остатков
остатков
(Мг)
(У)
(Кр)
(Кг)
Зернопропашной севооборот (крутизна склона 0-30)
1.
Ячмень
4,0
1,2
0,175
0,008
2.
Кукуруза на силос
30,0
0,16
0,175
0,015
3.
Горох
2,5
1,2
0,200
0,007
4.
Озимая пшеница
3,5
1,5
0,175
0,008
5.
Сахарная свекла
40,0
0,10
0,175
0,015
0
Зернотравяной севооборот (крутизна склона 3-5 )
1.
Ячмень
3,5
1,2
0,175
0,008
2.
Люцерна 1год (сено)
5,0
2,0
0,200
0,005
3.
Люцерна 2год (сено)
4,5
2,0
0,200
0,005
4.
Озимая пшеница
4,0
1,5
0,175
0,008
5.
Горох
3,0
1,2
0,200
0,007
4. Рассчитайте, какое количество навоза необходимо внести за
ротацию зернопропашного севооборота для достижения
бездефицитного баланса органического вещества в почве:
Н = 10 ⋅ Б
где Н – доза навоза, т/га;
10 – постоянная величина, показывающая, что из 10 т навоза
образуется 1 т органического вещества почвы;
Б – баланс органического вещества за ротацию севооборота,
+т/га.
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе №
1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: баланс
органического
вещества,
дегумификация,
минерализация
органического вещества, сидеральные культуры, типизация земель.
2. Какие
сельскохозяйственные
культуры
способствуют
накоплению органического вещества в почве?
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Возделывание
каких
сельскохозяйственных
культур
способствует дегумификации почв?
4. Как формируется баланс органического вещества в
зернопропашном и зернотравяном севооборотах?
5. Какие факторы определяют скорость разложения и
минерализации органического вещества в почве?
ЗАНЯТИЕ № 9
ТЕМА: ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В
АГРОЦЕНОЗАХ
Функционирование
агроценозов
основывается
на
систематическом отчуждении с урожаями растений больших
количеств биогенных элементов, поэтому очевидна необходимость их
систематического и эквивалентного пополнения. Применение
удобрений
позволяет
не
только
повысить
урожайность
сельскохозяйственных культур, но и возвратить в круговорот
питательные вещества взамен изъятых. Однако при неправильном
применении удобрения могут оказать негативное влияние на
окружающую среду. Например, необоснованное увеличение доз
азотных удобрений применяемых под овощные культуры приводит к
накоплению нитратов в почве и растительной продукции. Поэтому
оптимизация минерального питания сельскохозяйственных культур
одна из важнейших прикладных задач агрохимии, имеющая большое
природоохранное значение.
Для расчета доз удобрений применяемых под конкретную
сельскохозяйственную культуру можно использовать несколько
разных способов, в основу большинства из которых положен баланс
питательных веществ – сопоставление расхода элементов питания на
формирование урожая с поступлением питательных веществ из почвы
и удобрений (Смирнов П.М., Муравин Э.А., 1984). Часто допускается
корректировка расчетных доз, например, в зависимости от
предшествующей культуры или сортовых особенностей удобряемой
культуры, а так же при необходимости получения урожая с
заданными технологическими качествами.
Задание 1. Определение доз минеральных удобрений с
использованием коэффициентов возмещения выноса урожаем
питательных веществ из почвы за счет применения удобрений.
Коэффициенты возмещения выноса Кв определяют на основании
результатов полевых опытов с удобрениями.
Величина
коэффициентов возврата изменяется в зависимости от содержания в
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почве доступных для растений форм азота, фосфора и калия. На
оптимальном уровне обеспеченности почв элементами питания
растений за единицу принимают сложившийся процент возврата
азота, фосфора и калия. В тех случаях, когда содержание того или
иного элемента в почвах ниже оптимума величина коэффициента
возврата увеличивается и, наоборот с ростом почвенного плодородия
она снижается.
Порядок выполнения работы
1. Рассчитайте дозы минеральных удобрений – Д(N, P, K) в кг д.в./га
необходимые для получения урожайности указанной в таблице , по
формуле:
Д ( N , P , K ) = УВК
где У – планируемая урожайность, т/га; В – вынос элемента
питания единицей основной продукции с учетом побочной, кг/т.
Для почв Белгородской области величину коэффициента возврата
азота, примите равной 1, фосфора – 0,8, калия – 0,6.
2. Сравните рассчитанные дозы удобрений с дозами реально
применявшимися в 1986-1990 гг.
3. Рассчитайте сколько необходимо внести в кг/га аммиачной
селитры (34,5% действующего вещества), двойного суперфосфата
(45% д.в.) и хлористого калия (60% д.в.) для получения
запланированной урожайности.
Задание 2. Определение доз удобрений на основе выноса
урожаем и коэффициентов использования питательных веществ из
почвы и удобрений.
Считается, что данный способ расчета позволяет более точно,
чем предыдущий, установить оптимальные дозы удобрений,
поскольку в расчетах более полно учитываются показатели
плодородия почв. Коэффициенты использования питательных
веществ из почвы Кп и удобрений Ку определяют по данным полевых
опытов и агрохимического анализа почв. Величина коэффициента
использования питательных веществ из минеральных удобрений в
среднем составляет 50% для азота, 20% для фосфора и 40 % для
калия. Приблизительно величина коэффициента использования азота
из почвы (гидролизуемый азот по Корнфилду) для озимой пшеницы и
сахарной свеклы составляет соответственно 12 и 15%, калия – 15 и
30%. Кукуруза на силос использует азот почвы приблизительно на
10%, а калий – на 20%. Использование сельскохозяйственными
культурами фосфора из почвы составляет около 8% (Данков В.А. и
др., 1990)
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Порядок выполнения работы
1. Рассчитай дозы минеральных удобрений Д(N,P,K) в кг д.в./га
необходимые для получения урожайности указанной в таблице 1, по
формуле:
Д ( N ,P,K ) =
(100 ВУ ) − ПК П
К
где П – содержание в почве доступного питательного вещества,
кг/га.
При расчетах исходите из допущения, что содержание
подвижного фосфора и калия в пахотном слое почвы составляет 130
мг/кг, а легкогидролизуемого азота по Корнфилду – 190 мг/кг. При
переводе содержания элементов питания из мг/кг в кг/га примите
массу пахотного слоя почвы равной 3 000 т/га
2. Сравните рассчитанные дозы удобрений с дозами, реально
применявшимися в 1986-1990 гг. и с дозами, рассчитанными в
задание № 1.
Таблица 15. – Средняя урожайность основных
сельскохозяйственных культур и дозы применяемых минеральных
удобрений, вынос питательных веществ в условиях N-й.
Урожайность, Вынос питательных
веществ,
Сельхоз.
т/га
культура (1986-1990гг) кг/т продукции (В)
(У)
N
P2O5 K2O
Озимая
3,52
35
13
25
пшеница
Сахарная
26,2
5,7
1,8
7,0
свекла
Кукуруза
27,5
3,0
1,5
4,0
на силос
Дозы удобрений,
кг/га (1986-1990 гг)
N
P2O5
K2O
77
63
48
187
169
154
108
58
48
Контрольные вопросы
1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе №
1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: виды
удобрений, действующее вещество минеральных удобрений,
плодородие почв, трансформация органического вещества,
удобрение.
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. Что общего и чем отличаются изученные Вами способы
определения доз удобрений?
3. На сколько велики различия, в дозах удобрений применяемых
в сельском хозяйстве в 1989-1990 гг. и рассчитанных разными
способами?
4. На основе полученных данных дайте экономическую и
экологическую оценку систем удобрения в агроценозах.
5. Альтернативные удобрения и их экологическая роль в
повышении плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных
культур.
ЗАНЯТИЕ № 10
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬЛАНДШАФТНЫХ СИСТЕМ
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Изменение состава земель и экологической инфраструктуры
агроландшафтов за определенный период времени (5-10 и более лет)
предложено (Лопырев М.И., Макаренко С.А., 2001) оценивать через
следующие коэффициенты:
К1 =
С
;
Д
К2 =
С
С+ Д
где С – площади стабилизирующих угодий, га; Д – площадь
дестабилизирующих угодий га; С+Д – общая площадь
агроландшафта.
Порядок выполнения работы
1. Рассчитайте значения коэффициентов К1 и К2 для 1975 г. и
2000 г.
2. Сделайте общий вывод об изменениях инфраструктуры
агроландшафта за 25 лет. Какими мероприятиями можно достичь
относительного экологического равновесия в агроландшафте?
Контрольные вопросы
1. Проанализируйте возможные пределы изменения значений
коэффициента К1, какой структуре агроландшафта они соответствуют
(например, К1< 0,5; К1>0,5).
2. Каким ситуациям в структуре угодий агроландшафта
соответствуют значения К2, равные 1 и 0,5?
3. Представьте в письменном виде ваши рекомендации по
сокращению площади дестабилизирующих угодий.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологическая инфраструктура агроландшафта (на примере Центрально-Черноземного района)
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Угодья
Ед. изм.
2
3
С. СРЕДОСТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ (УЛУЧШАЮЩИЕ)
УГОДЬЯ
га
Лесные угодья и сады
га
Леса (ГЛФ)
га
Кустарники
га
Лесные полосы на пашне
га
Кулисы кустарниковые на пашне
га
Лесополосы прибалочные, приовражные, вокруг прудов,
илофильтры
Сплошные лесонасаждения
Лесная растительность-сукцессия, в т.ч.:
в оврагах
га
на склонах балок
га
на залуженной пашне
шт.
Лесные насаждения автодорог
шт./100
Лесные насаждения ЮВЖД
га
Отдельно стоящие деревья – всего
шт.
в том числе
шт./100
Отдельно стоящие кусты – всего
га
в том числе
га
Сады общественные, индивидуальные, скверы, парки, уличные
1975 г.
%
4
5
25,61
4,48
7,66
-
3,09
-
-
16,50
0,54
0,93
-
1,99
2000 г.
№
6
7
25,73
1,88
13,61
2,9
8,45
17,55
3,11
0,23
1,64
0,35
1.02
2,12
70,0
84
10
19
2
8,67
8,40
1,05
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
насаждения и т.п.
Итого: (1…12)
Луговые угодья, многолетние травы в севооборотах и на
других землях
Сенокосы естественные
Пастбища естественные
Постоянное залужение и консервация пашни
в т.ч. пастбища культурные неорошаемые
Залуженные ложбины на пашне
Луговые полосы на опушках лесных полос на пашне (экотоны)
Основные луговые (кустарниковые) участки на пашне для
фауны
Болота в поймах рек и балках
Болота-блюдца на пашне (мочары)
Многолетние травы в севооборотах
Итого: (13…21)
Под водой и гидротехническими сооружениями
Реки
Ручьи
Пруды
Прудки на вершинах оврагов и балок (противоэрозионные и
общеэкологические: дамбы-перемычки
Прудки водозадерживающих земляных валов
151,1
3
18.19
54,25
6,55
241,5
4
0,27
241,8
1
29,1
7
0,03
29,2
0
0,22
-
0,03
-
0,351
2,78
0,06
-
0,04
0,34
0,02
-
28 Водозадерживающие земляные валы у вершин оврагов
га
га
га
шт.
га
шт.
га
шт.
-
-
-
-
29 Валы-канавы при лесных полосах на ложбинах
шт.
-
-
-
-
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
га
га
га
га
га
га
га
га
га
га
га
га
201,0
5
52,8
40,0
1,05
23,58
1,22
8,85
95,70
383,8
1
24,16
6,38
0,13
2,85
0,15
1,07
22,20
46,39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Итого: (22…29)
Заказники, кормовые поля, защитные полосы
30 Заказники энтомологические
31 Заказники диких животных и птиц
32 Кормовые поля для диких животных и птиц
33 Защитные полосы рек и водоемов
Итого: (30…32)
Всего: (1…32)
Д. ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ (УХУДШАЮЩИЕ)
УГОДЬЯ
34
35 Пашня (без площади многолетних трав)
36 Застроенные территории
37 Дороги всех типов
38 Овраги, оползни
Другие земли, не покрытые постоянной растительностью и
водой
Итого: (33…38)
Площадь агроландшафта (1…38)
га
0,22
0,03
4,21
0,47
шт.
га
шт.
га
шт.
га
га
га
га
-
-
1
-
-
-
-
-
296,2
8
35,7
8
1
8.17
11.17
480,3
2
0,99
1.35
58,00
га
га
га
га
га
га
га
526,0
3,81
1,07
0,69
531.5
7
827,8
5
63,5
3
0,46
0,13
0,08
64,2
2
100,
0
338.8
9
8,03
0,61
347,5
3
827,8
5
40.96
0,97
0,07
42,00
100,0
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Чем мотивирована необходимость изучения вопросов
природоохранного
регулирования
и
законодательства
при
достижении устойчивого развития сельских территорий?
2. Какую территорию можно считать сельской местностью?
3. Какие народнохозяйственные функции выполняет село?
4. Каковы основные направления современного сельского
кризиса?
5. Назовите предпосылки создания концепции устойчивого
развития сельских территорий.
6. Обоснуйте основные положения концепции устойчивого
развития сельских территорий.
7. В чем проявляется комплексный характер государственного
управления в области охраны окружающей среды?
8. Охарактеризуйте принцип стоимости упущенных возможностей.
9. Какие основные положения лежат в основе современной
трактовки принципа «загрязнитель платит»?
10. В чем недостаток принципа долгосрочной перспективы?
11. Что означает принцип взаимозависимости?
12. Перечислите
методы
и
механизмы
управления
природопользованием на сельских территориях.
13. Что такое экологическое право?
14. Что такое источники экологического права?
15. Что относится к федеральным источникам экологического
права?
16. Каким образом осуществлено разграничение полномочий между
Российской Федерацией и ее субъектами в области охраны
окружающей среды в ходе федеративной реформы в России?
17. Что относится к федерально-региональным источникам
экологического права?
18. Что относится к региональным источникам экологического
права?
19. Что относится к местным источникам экологического права?
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20. Назовите основные методы административно-правового
управления природопользованием и охраной окружающей среды.
21. Какие нормативы качества окружающей среды вы знаете?
22. Поясните, каким образом производственно-хозяйственные
нормативы могут быть экономическим рычагом природопользования.
23. Что такое лимитирование природопользования?
24. Что такое лицензирование природопользования?
25. Опишите процедуру ОВОС.
26. Что такое экологическая экспертиза?
27. Для чего проводится экологический аудит?
28. Каким
документом
регламентируется
разработка
экологического паспорта?
29. Какова роль экологического учета?
30. Что такое планирование природопользования? Каковы его
основные функции?
31. Какие типы экологического планирования вы знаете?
32. Дайте характеристику схеме природоохранного планирования
на сельских территориях.
33. Что такое прогнозирование природопользования?
34. Опишите
принципы
планирования
рационального
природопользования и охраны окружающей среды.
35. Дайте
характеристику
схеме
природоохранного
прогнозирования на сельских территориях.
36. Что такое планирование природопользования?
37. Каковы его основные функции?
38. Какие типы экологического планирования вы знаете?
39. Дайте характеристику схеме природоохранного планирования
на сельских территориях.
40. Что такое прогнозирование природопользования?
планирования
рационального
41. Опишите
принципы
природопользования и охраны окружающей среды.
42. Дайте
характеристику
схеме
природоохранного
прогнозирования на сельских территориях.
43. Охарактеризуйте
основные
предпосылки
появления
органического сельского хозяйства.
44. История становления органического сельского хозяйства.
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
45. Дайте характеристику основным методам органического
сельского хозяйства.
46. Основные приёмы управления плодородием в органическом
сельском хозяйстве.
47. Роль и значение удобрений и севооборотов в органическом
сельском хозяйстве.
48. Охарактеризуйте
органическое
растениеводство
и
животноводство – как отрасли органического сельского хозяйства.
49. Сущность и необходимость маркетинга экологической и
региональной продукции сельских территорий.
50. Дайте характеристику основным вопросам технического
регулирования в сфере экологической маркировки.
51. Основное нормативно-правовое и информационное обеспечение
в сфере экологической маркировки.
52. Дайте характеристику основным методам маркетинга
экологической и региональной продукции.
53. Сертификация и декларация экологической и региональной
продукции.
54. Охарактеризуйте основные методов организации деятельности
по обеспечению безопасности продовольствия на предприятии и в
регионе.
55. Основные подходы к созданию и сертификации на предприятии
и в регионе систем качества на основе МС ИСО серии 9000.
56. Дайте характеристику основным принципам ХАССП и систем
экологического менеджмента.
57. Дайте характеристику национальной системе сертификации.
58. Охарактеризуйте систему государственного контроля и надзора
за безопасностью и качеством продовольствия.
59. Сертификации и декларировании безопасной продукции.
60. Дайте
характеристику
правовых
основ
обеспечения
безопасности продовольствия.
61. Основная цель политики развития сельских территорий.
62. Охарактеризуйте
основные
концептуальные
основы
устойчивого развития сельских территорий.
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ТЕСТЫ ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТРОЛЯ
1. В каком году была провозглашена Концепция устойчивого
развития?
А) 1992
Б) 2002
В) 1978
2. Принцип «загрязнитель платит» означает то, что:
А) Каждый природопользователь обязан вносить плату за
негативное воздействие на окружающую среду
Б) Каждое предприятие обязано платить за потребленные
ресурсы
В) Каждый загрязнитель должен нести расходы по проведению
мер экологического оздоровления по решению властей
3. Что
включает
в
себя
механизм
управления
природопользованием на сельских территориях?
А) Административные, рыночные и экономические методы
управления природопользованием
Б) Методы управления природопользованием, дополнительные
инструменты, программы макроэкономической политики
В) Разработки и внедрение региональных программ, методы
управления природопользованием
4. Назовите основной закон, регламентирующий и регулирующий
отношения в сфере земелепользования в РФ.
А) Федеральный закон «О переводе земель из одной категории в
другую»
Б) Земельный кодекс РФ
В) Федеральный закон «Об охране окружающей среды»
5. В компетенцию сельской администрации НЕ входит:
А) сбор и утилизация бытовых отходов с территории
муниципального образования
Б) организация санитарной очистки территории
В) содержание и охрана лесов
6. В компетенции каких органов находится перевод земель,
находящихся в частной собственности?
А) Органы местного самоуправления, органы исполнительной
власти субъекта РФ
Б) Органы исполнительной власти субъекта РФ
В) Органы местного самоуправления
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7. Развитие рынка квот на загрязнение окружающей среды
является примером:
А) административных методов управления природопользованием
Б) рыночных методов управления природопользованием
В) экономических методов управления природопользованием
8. Право ограниченного пользования земельным участком – это:
А) Сервитут
Б) Субаренда
В) Аренда
9. Землепользователи – это:
А) Лица, владеющие и пользующиеся земельными участками на
праве пожизненного наследуемого владения
Б) Лица, владеющие и пользующиеся земельными участками на
праве постоянного (бессрочного) пользования или на праве
безвозмездного срочного пользования
В) Лица, имеющие право ограниченного пользования чужими
земельными участками
10. Охрана сельскохозяйственных земель включает следующие
мероприятия:
А) Восстановление нарушенных земель для приведения их в
состояние, пригодное к целевому использованию;
Б) Охрана земли от истощения и загрязнения;
В) Меры по сохранению, восстановлению, улучшению
плодородия почв.
11. К федеральным источникам экологического права относятся:
А) Конституция РФ, федеральные законы, Постановления
Правительства РФ
Б) Международные договоры, законы субъектов РФ
В) Нормативно-правовые акты Президента РФ, губернаторов,
исполнительных органов власти
12. Предметом экологического права являются:
связанные
с
охраной
природы
и
А)
Отношения,
природопользованием;
Б) Земельные, горные, водные, лесные отношения;
В) Гражданские, уголовные, административные, трудовые
отношения в рамках экологических
13. Права граждан на благоприятную окружающую среды это:
А) Право граждан на возмещение вреда;
Б) Право пользования объектами природы, правовые гарантии;
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В) Право граждан объединяться в общественные организация по
охране природы.
14.
Назовите
основной
закон,
регламентирующий
и
регулирующий отношения в сфере земелепользования в РФ.
А) Федеральный закон «О переводе земель из одной категории в
другую»
Б) Земельный кодекс РФ
В) Федеральный закон «Об охране окружающей среды»
15. К методам административно-правого регулирования
природопользования относятся:
А) сбор и утилизация бытовых отходов с территории
муниципального образования
Б) распределение квот на загрязнение окружающей среды
В) нормирование, лицензирование природопользования.
16. Во сколько раз увеличится сумма платы за негативное
воздействие, если у природопользователя отсутствуют утвержденные
лимиты и нормативы:
А) В 25 раз
Б) Не изменится
В) В 5 раз
17. Схема действия стандарта ISO 14000 выглядит следующим
образом:
А) Планируй – контролируй – воздействуй - выполняй
Б) Планируй – выполняй – контролируй - воздействуй
В) Контролируй – воздействуй – планируй – выполняй
18. Экологический паспорт предприятия:
А) Носит рекомендательный характер
Б) Обязателен для разработки на любом предприятии;
В) Обязателен для разработке на опасном предприятии.
19. Разрешение споров в области охраны окружающей среды –
это:
А) Принцип экологического права;
Б) Функция экологического управления;
В) Основное направление деятельности природоохранных
учреждений.
20. Экологическое управление – это:
А) Территориальное управление в области экологии;
Б) Экологическое планирование и прогнозирование;
В) Координация, упорядочение и развитие общих отношений в
области экологического права.
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21. Имущество государственных природных заповедников
является:
А) федеральной собственностью
Б) частной собственностью
В) собственностью муниципального образования
22. Возмещение ущерба природным объектам рассчитывается:
А) Путем увеличения нормативов платы за выбросы и сбросы;
Б) Только по фактическим затратам;
В) В виде компенсации прямых убытков и упущенной выгоды.
23. Пользование животным миром осуществляется:
А) на основании лицензий и договоров;
Б) на основании только именных разовых лицензий;
В) на основании договоров по долгосрочному пользованию
животным миром.
24. Задачи экологических фондов:
А) Накапливать средства для охраны природы;
Б) Осуществлять
финансирование
и
кредитование
природоохранных программ и стимулировать бережное и
эффективное использование природных ресурсов;
В) Осуществлять лицензирование воздействий на окружающую
среду.
25. Формы экологического вреда:
А) Реальные или предполагаемые потери количества или
качества окружающей среды;
Б) Экономически невыгодные для природопользования
последствия потерь в виде расходов на восстановление прежнего
состояния окружающей среды;
В) Экологический вред, ущерб, убытки.
26. Предсказание возможного поведения природных систем,
определяемого естественными процессами и воздействием на них
человечества – это:
А) Экологическое нормирование;
Б) Экологическое планирование;
В) Экологическое прогнозирование.
27. Развитие рынка квот на загрязнение окружающей среды
является примером:
А) Административных
методов
управления
природопользованием
Б) Рыночных методов управления природопользованием
В) Экономических методов управления природопользованием
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
28. Нормативы качества окружающей среды:
А) Нормативы воздействия на окружающую среду и нормативы
изъятия природных ресурсов из окружающей среды, установленные с
целью обеспечения экологической безопасности.
Б) Предельное количество природного ресурса, разрешенного к
использованию:
В) Предельное количество загрязняющих веществ, поступающих
в окружающую среду;
29. ОВОС проводится на стадиях:
А) Разработки всех альтернативных вариантов производства;
Б) Во время строительства предприятия;
В) Во время осуществления экологических программ на
территориях муниципалитетов.
30. Назовите виды экологической экспертизы:
А) Проектная, предпроектная, общественная
Б) Государственная, общественная
В) Федеральная, региональная, общественная.
31. Ответственность за экологические проступки или
преступления включает в себя:
А) Только административную ответственность;
Б) Все виды юридической ответственности;
В) Трудовую, включая дисциплинарную, материальную и
финансовую ответственность.
32. Международными природоохранительными организациями
являются:
А) Всемирный фонд охраны дикой живой природы;
Б) Комиссия по устойчивому развитию;
В) Генеральная Ассамблея ООН.
33.
Международная
ответственность
за
экологические
правонарушения выражается:
А) В политической и материальной ответственности;
Б) Понятия «международная ответственность» не существует,
ответственность наступает по национальному законодательству;
В) Во всех видах ответственности, предусмотренной
международным законодательством.
34. Объектами международно-правовой охраны окружающей
среды являются:
А) Природные ресурсы, находящиеся в пользовании двух и более
суверенных государств;
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Б) Мировой океан, Антарктика, космос, мигрирующие виды
животных;
В) Воздушный бассейн, космос, мировой океан, Антарктида,
разделяемые природные ресурсы.
35. Основные функции юридической ответственности за
экологические правонарушения:
А) Стимулирующая функция;
Б) Компенсационная функция;
В) Стимулирующая,
компенсационная,
превентивная,
карательная функции.
36. Функции экологического контроля:
А) Производственная, общественная государственная;
Б) Предупредительная, информационная, карательная;
В) Предупредительная, контрольная.
37. К основаниям возникновения право водопользования
относятся:
А) Лицензии и договоры на пользование водными объектами,
решения Правительства РФ о предоставлении водного объекта в
особое пользование.
Б) Лицензии и договоры на пользование водными объектами;
В) Лицензии и договоры на пользование водными объектами,
решения органов местного самоуправления о предоставлении водного
объекта в особое пользование
38. Основным документом, регламентирующим деятельность по
обращения с отходами является:
А) Федеральный закон «Об обращении с отходами»
Б) Федеральный закон «Об отходах производства и потребления»
В) Федеральный закон «Об управлении отходами производства и
потребления».
39. Основным документом, регламентирующим деятельность в
сфере водо пользования:
А) Федеральный закон «Об использовании водных объектов»
Б) Кодекс РФ о водных правоотношениях
В) Водный кодекс РФ.
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЛИТЕРАТУРА
использованная при составлении учебного пособия
1. Агроэкология. / В. А. Черников [и др.] ; под ред. В. А. Черникова,
А. И. Чекереса. - М. : Колос. С, 2000. - 635 с.
2. Агрохимическое и агроэкологическое состояние почв Белгородской
области / П.М.Авраменко, К.И. Бородаева, М.А. Ероховец и др.;
Под ред. П.М. Авраменко, С.В.Лукина. – Белгород, 2001. 40 с.
3. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. – Л.:
Агропромиздат, 1987. 142 с.
4. Варламов А. А., Волков С. Н. Повышение эффективности
использования земли. – М.: Агропромиздат, 1991. – 142 с.
5. Володин В.М., Еремина Р.Ф., Федорченко А.Е., Ермакова А.А.
Методика
ресурсно-экологической
оценки
эффективности
земледелия на биоэнергетической основе. – Курск: Изд-во
«ЮМЕКС», 1999. 48 с.
6. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов.
М.: Высшая школа, 1988. 328 с.
7. Данков В.А., Булыгин В.В., Ржевский В.Г. Научно обоснованная
система земледелия Белгородской области. – Белгород:
Упрполиграфиздат, 1990. 242 с.
8. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и
растениях. – М.: Мир, 1989. 439 с.
9. Кузнецов А.В. Контроль техногенного загрязнения почв и растений
// Агрохимический вестник. – 1997. № 5. С.7-9.
10. Лопырев М.И., Макаренко С.А. Агроландшафты и земледелие.Воронеж: ВГАУ, 2001. 169 с.
11. Мурусидзе Д.Н., Левин А.Б. Технология производства продукции
животноводства – М.: Просвещение, 1989. – 272с.
12. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь –справочник. – М.:
Мысль, 1990. – 639 с.
13. Смирнов П.М., Муравин Э.А. Агрохимия. – М.: Колос, 1984. 304 с.
14. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение / Под ред.,
М.М.Овчаренко.- М.: Пролетарский светоч, 1997. 290 с.
15. Черников В.А., Попов В.Г., Мосина Л.В. Определение
экотоксикантов в воде, воздухе, почве, растениях и продукции
растениеводства. М.: Издательство МСХА, 1995. 90 с.
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16. Щербаков А.П., Васенев И.И. Агроэкологическое состояние почв
ЦЧО. – Курск, 1996. 326 с.
17. Экологические проблемы в сельском хозяйстве : Методические
указания для лабораторных работ по курсу «Агроэкология» / Ф.Н.
Лисецкий, С.В. Лукин, Л.В. Марциневская. – Белгород, 2002. – 37 с.
Электронные ресурсы
1. Анализ состояния экологической среды и инвестиций в
природоохранные мероприятия : http://dlib.rsl.ru/01002619094
2. Биогенное загрязнение вод :
http://works.doklad.ru/view/MyTWNy0-XTg/all.html
3. Вермикультура и биогумус :
http://knowledge.allbest.ru/ecology/2c0b65625b3ad68a4d43a88421206d27
_0.html
4. Воспроизводство плодородия черноземов выщелоченных
Предуральской степной зоны на основе приемов адаптивного
земледелия : http://dlib.rsl.ru/01002328460
5. Основные принципы организации агроэкосистем :
http://lib.convdocs.org/docs/index-271640.html?page=8
6. Экологические аспекты инновационной творческой
деятельности на транспорте и в агросервисе: Учебное пособие :
http://window.edu.ru/resource/999/37999
ЛИТЕРАТУРА
рекомендованная для освоения учебной дисциплины
Основная
1.Устойчивое развитие сельской местности / под общ. ред. М.
Дитериха, А. МерзловаМосква: Эллис Лак. – 2013. – 680 с.
Дополнительная
1. Адиханов Ф.Х. Экологическое право России: курс лекций. –
Барнаул, 2006. – 347 с.
2. Боголюбов С.А. Земельное право : Учебник / С.А. Боголюбов –
М.: Проспект, 2011. – 402 c.
3. Боголюбов С.А. Экологическое право. Учебник. М.: Юрайт,
2011.
4. Борейко В.Е. Этика и практика охраны биоразнообразия. –
Киев, 2008. – 360 с.
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. Бринчук М.М. Экологическое право (право окружающей
среды): Учебник для высших юридических учебных заведений. - М.:
Юристъ, 2002.- 688с.
6. Гришин Н. Общественность и среда обитания: правовые
аспекты участия общественности в принятии экологически значимых
решений в России и Европе. М. 1997. С. 139-140.
7. Дорота Ранцев-Сикора Конфликт в Польском экологическом
дискурсе: попытка консервационного анализа / Социология: теория,
методы, маркетинг, 2005, №2 – С. 70 – 84.
8. Ерофеев, Б. В. Экологическое право России: Учебник / Б.В.
Ерофеев – М.: Эксмо, 2006. – 430 с.
9. Использование и уход за территориями, входящими в
программу "Natura 2000" // europa.eu.int/comm/environment/nature/
legis.htm.
10. Камалов Р.И., Аладжев М.М. Экологическая оценка
намечаемой деятельности в свете разграничения полномочий
федеральных и региональных органов власти / Там же ??? - С. 198202. – не нашла источник
11. Кемел М. Государственное регулирование развития АПК и
сельских территорий: Агропромышленный комплекс.// Устойчивое
развитие KZ.- 2005.- № 9.- с. 37.
12. Коваленко Н.Я. Экономика окружающей среды в сельском
хозяйстве: учеб. пособ. для студ. вузов по спец. «Аграрная
экономика» - М.: Агроконсалт, 2000. – 116 с.
13. Лащенко Н.С. К вопросу о разработке концепции развития
сельского и агротуризма в российской провинции: экономический,
социальный
и
социокультурный
аспекты
//
http://www.riku.ru/confs/vrem_cul/LasAs.htm
14. Лащенко Н.С. О специфике функционирования агротуризма
как сектора туриндустрии // http://www.rustowns.com/analit/?anlt=664
15. Медоуз, Д. Пределы роста. 30 лет спустя : учеб. пособие для
студентов по специальностям: 020801 (013100) "Экология", 020802
(013400) "Природопользование" и по направлению 020800 "Экология
и природопользование" / пер. с англ. - М. : Академкнига, 2007. - 342 с.
16. Мерзлов
А.В.
Использование
европейского
опыта
регионального маркетинга в целях устойчивого развития сельских
территорий Ярославской области // Экономика сельскохозяйственных
и перерабатывающих предприятий. 2006. № 5. С. 24.
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17. Мороков
В.В.
Природно-экономические
основы
регионального планирования охраны рек от загрязнения. Л.:
Гидрометеоиздат, 1987. 287 с.
18. Национальная стратегия сохранения биоразнообразия
России. М.: РАН – МПР России, 2001.
19. Общая теория права и государства: Учебник / Под ред. В.В.
Лазарева. М., 2001 – 520 с.
20. Основы экологического аудита : учеб. пособие / Под общ.
ред. А.Т. Никитина, С.А. Степанова. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. –
392 с.
21. Отчет Комиссии о Внедрении Директивы 92/43/EEC об
охране естественных ареалов обитания и дикой флоры и фауны
[SEC(2003)1478. – С. – 8).
22. Петриков А. Устойчивое развитие сельской местности в
России и направления научных исследований // АПК: экономика,
управление. 2001. № 12. С. 13.
23. Петриков А. Устойчивое развитие сельской местности в
России и направления научных исследований // АПК: экономика,
управление. 2001. № 12. С. 13.
24. Природно-ресурсовое право и правовая охрана окружающей
среды: Учебник / Под ред. В.В. Петрова. М., 1988. С. 24
25. Сближение с природоохранной политикой Европейского
Союза
(ЕС)
//
http://ec.europa.eu/environment/enlarg/pdf/pubs/nature_ru.pdf
26. Семьянова А.Ю. Экологическое право. Курс лекций Москва: Юстицинформ, 2005.- 272 с.
27. Сергиенко О.И. Экономика природопользования – Ростов
н/Д: Феникс, 2004. – 320 с.
28. Справочник
по
Внедрению
Природоохранного
Законодательства ЕС
29. Трухачев
В.
И.Социально-экономические
условия
устойчивого развития аграрного сектора : моногр. - Ставрополь :
АГРУС, 2005. 30. 328 с.
31. Устойчивое развитие сельских территорий: Вопросы
стратегии и тактики. М., 2004. С.19-20.
32. Устойчивое развитие сельского хозяйства и сельских
территорий: Зарубежный опыт и проблемы России / Отв. ред. П.Ф.
Глазовский, А.В. Гордеев, Г.В. Сдасюк – М., 2005.
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
33. Устойчивое развитие сельского хозяйства и сельских
территорий: Зарубежный опыт и проблемы России. М., 2005. С. 229.
34. Христосенко С.И. Организация экономико-экологического
управления производством. М.: Мысль, 1982.
35. Шемшученко Ю.С. Правовые проблемы экологии. Киев,
1989. 231 c.
36. Шемшученко Ю.С., Мунтян В.Л., Розовский В.Г.
Юридическая ответственность в области охраны окружающей среды.
Киев, 1978. 246 с.
37. Экологический менеджмент и экономика природных
ресурсов = Environmental Management and Economics of Nature
Resources : учеб.пособ. на англ. яз. / В.И. Трухачев, И.Н. Лякишева,
Ш. Дабберт, К. Липперт, Е.П. Волобуева – Ставрополь: АГРУС, 2006.
– 76 с.
38. Экологическое право: учебник / Под ред. С. А. Богомолова. –
М.: Высшее образование, 2007. – 485 с.
39. Экономика и управление природопользованием (зарубежный
опыт) // Охрана и воспроизводство природных ресурсов. М, 1990. Т.
26. 64с
40. Неrтаn Daly. Toward Some Operational Principles of Sustainable
Development // Ecological Economics. 1990. 2. P. 1-6.
41. Nature and Biodiversity //
http://ec.europa.eu/environment/nature/index_en.htm
42. Szyszko J. Forest Policies, Carbon Sequestration
and
Biodiversity Protection . In: Ragaini R. (ed.) Nuclear War and Planetary
Emergencies. The Science and Culture Series.
World Scientific
Publication, 2010 – р. 67-82.
43. Szyszko J. Foundations of Poland’s Cultural Landscape
Protection – Conservation Policy. In: Cultural Landscapes and land-use:
the conservation society interface. Ed. by M. Dieterich and J. van der
Straaten. Kluwer Academic Publishers. The Hague. 2003: 216 pp.: 95-109.
44. Szyszko J. Quality of Life – How to use Ecological Science for
Sustained Development. In: Ragaini R. (ed.) Nuclear War and Planetary
Emergencies. The Science and Culture Series.
World Scientific
Publication – 2010. – p. 861-863.
45. http://organicproducts.narod.ru/
46. http://www.mcx.ru/index.html?he_id=800 amp;doc_id=5002.
47. http://www.mcx.ru/index.html?he_id=800 amp;doc_id=5002.
48. http://www.rustowns.com/docs/469Concept.doc
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................................................................................... 3
I. Курс лекций ............................................................................................ 4
Лекция 1. Устойчивое развитие и сельское хозяйство........................... 4
Лекция 2 Оптимизация ландшафтов и устойчивость агроэкосистем . 10
Лекция 3 Прикладные проблемы сельскохозяйственной экологии:
биогенное загрязнение вод ..................................................................... 22
Лекция 5 Прикладные проблемы сельскохозяйственной экологии:
реабилитация нарушенных территорий ................................................ 32
Лекция 6 Прикладные проблемы сельскохозяйственной экологии:
альтернативные системы земледелия. вермикультура......................... 35
Лекция 7 Прикладные проблемы сельскохозяйственной экологии:
социально-экономические аспекты аргоэкологической интеграции .. 40
II. Практические занятия ........................................................................ 47
Занятие №1 Энергетическая оценка эффективности агроэкосистем .. 47
Занятие № 2 Расчет баланса кадмия в почве......................................... 52
Занятие №3 Определение суммарного показателя загрязнения почв
тяжелыми металлами .............................................................................. 55
Занятие № 4 Определение токсичности почвы..................................... 57
Занятие № 5 Определение нитратов в растительной продукции ........ 59
Занятие № 6 Расчет основных радиологических экспонент ................ 63
Занятие № 7 Определение потерь гумуса и биогенных элементов в
результате поверхностного смыва почвы ............................................. 65
Занятие № 8 Расчет баланса органического вещества в почве............ 67
Занятие № 9 Оптимизация применения удобрений в агроценозах ..... 70
Занятие № 10 Эколого-экономическая эффективностьландшафтных
систем земледелия ................................................................................... 73
Вопросы для самопроверки .................................................................... 77
Тесты для промежуточного контроля.................................................... 80
Литература использованная при составлении учебного пособия ....... 86
Литература рекомендованная для освоения учебной дисциплины .... 87
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Подписано в печать 29.01.2014. Формат набора 60х84 1/16. Усл. печ. л. 5,35.
Гарнитура «Таймс». Бумага офсетная. Печать офсетная. Тираж 100. Заказ № 42.
Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательско-полиграфического комплекса
СтГАУ «АГРУС», г. Ставрополь, ул. Пушкина, 15.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа