Экологические проблемы сельскохозяйственного использования земли. Организация хранения и переработки полученной продукции Санитарно-гигиеническая оценка продовольсвенного сырья и пищевых продуктов растеневодства и животноводства

Сельское хозяйство как фактор воздействия на окружающую среду

Сельское хозяйство является одним из древнейших видов природопользования. С исторических времен известны приемы обработки земель в Египте, Средней Азии, Двуречье, с использованием оросительных систем и каналов. В настоящее время сельское хозяйство стало, наряду с промышленностью, мощным фактором воздействия на окружающую среду.

Основой развития сельского хозяйства является земельный фонд. На сегодняшний день в сельскохозяйственном природопользовании происходит нарастание экологических проблем. К экологическим проблемам сельского хозяйства относятся:

Химическое загрязнение почв

Эрозия почв

Проблемы малых рек

Не только промышленность, транспорт, и энергетика являются источникам загрязнения атмосферы, вод, почв химическими элементами. Таким загрязнителем может быть и сельское хозяйство. Начиная с 1980 года, ООН считает угрозу живой природе, исходящую от сельского хозяйства, в числе четырех самых опасных. Можно выделить два источника, определяющих сельскохозяйственное загрязнение, - минеральные удобрения, пестициды.

Минеральные удобрения ежегодно вносятся на поля, для того, что бы восполнить вымываемые из почвы химические элементы. Удобрения регулируют процессы обмена веществ в растениях, способствуют накоплению белков, жиров, углеводов, витаминов. Небольшие дозы удобрений, применяются с учетом особенностей почв и климатических условий, способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Но очень часто правила внесения удобрений нарушаются. Систематическое внесение удобрений в высоких дозах, плохое хранение, потери во время транспортировки приводят к загрязнению среды, особенно водоемов, оказывают влияние на здоровье человека.

Например, при чрезмерной дозе внесения удобрений возможно накопление в растениях нитратов, большое количество которых попадает в пищу и может вызвать легкое пищевое отравление.

Гораздо опаснее то что нитраты превращаются в наших организмах в нитрозамины, которые могут стать причиной развития рака.

Фосфорные удобрения, попадая в водоемы, вызывают их зарастание и гибель.

Возникает вопрос, значит ли это, что необходимо отказаться от применения удобрений.

Существуют данные, на основе которых, можно сделать вывод о том что, дозы удобрений, вносимые на 1 га пашни, сильно различаются по странам. Самые высокие они в Голландии - почти 800 кг на 1 га. В последние годы можно видеть некоторое снижение вносимых удобрений, все-таки получать высокие урожаи без них невозможно. Поэтому, чтобы уменьшить вредное влияние минеральных удобрений, нужно соблюдать ряд правил.

1. Четкую дозировку внесения - сколько удобрений нужно вносить для повышения урожая, чтобы не нанести урон природной среде.

2. Вносить удобрения непосредственно в прикорневую зону растений, а не разбрасывать их по всему полю. При совместных способах внесения, растения усваивают лишь 50 % от вносимой дозы, остальное уходит со стоком, попадая в реки и озера.

3.Не допускать потери минеральных удобрений при перевозках по железной дороге, шоссе, при хранении на складах.

4. Сочетания минеральных удобрений с высокими дозами органических (навоз)

5. Строгое соблюдение сроков внесения минеральных удобрений в почву.

Пестициды - собирательное название ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

В среднем на каждого человека Земли ежегодно расходуется 400-500 г пестицидов, А в России и США - до 2 кг.

Обычно пестициды используются для поражения определенного вредителя. Но кроме него гибнет практически все живое, находящиеся в близи. Ученые подсчитали, что в нашей стране от применения пестицидов в сельском хозяйстве, гибнет до 80% лосей, кабанов, зайцев.

Наиболее опасной группой являются хлорорганические пестициды и среди них ДДТ.

Пестициды становятся опасными при достижении определенной концентрации. Опасность заражения пестицидами через продукты питания и питьевую воду существует для всего населения Земли. Они могут накапливаться (особенно в тех странах, где их применяют в больших количествах) в тканях тел рыб, птиц, в грудном молоке женщин.

Пестициды необыкновенно стойки к воздействию высокой температуры, влаги, солнечной радиации.

ДДТ обнаруживают почве после 8-12 лет после внесения.

Пестициды особенно опасны ввиду способности к биоаккумуляции, например при биоаккумуляции в пищевой цепи:

Фитопланктон -- зоопланктон -- мелкая рыба®рыбоядные птицы.

Организмы находящиеся в начале пищевой цепи поглощают ДДТ и накапливают его в своих тканях, организмы следующего уровня получают более высокие дозы, накапливают их и т.д. В результате концентрация может увеличиваться в сотни раз.

Первоначально накопление и распространение пестицидов наблюдается в радиусе 10-30 км. Это связанно с направлением ветров, водным стоком. Но со временем (через 10-20 лет) пораженной оказывается значительно большая территория - бассейны рек и т.д. Опасность вредного воздействия возрастает в связи с тем, что не больше 3% достигает цели при использовании, а чаще до 1 %.Все остальное выносится с полей в воду, воздух почву.

Эффективность применения пестицидов со временем резко снижается, так как у вредителей вырабатывается невосприимчивость к их действию.

Новые виды пестицидов становятся более устойчивыми и опасными. Отрицательные последствия применения пестицидов для здоровья человека просто очевидны, и наблюдаются тенденции к их росту

Агрохимии как науке всего лишь 100 лет, за время своего развития она накопила много ценных данных о химических процессах в почве и растениях, внедрила в практику технологию применения удобрений в сельском хозяйстве и др. Основоположник советской агрохимии академик Д. Прянишников в своих работах подчеркивал соблюдение экологических нормативов в прикладной агрохимии, но сейчас во многих ее областях отсутствует экологический подход, а решаются только сиюминутные проблемы защиты растений и стимулирования высокой урожайности. Академик Ягодин считает, что сегодня главная задача агрохимии - управление круговоротом и балансом элементов в системе «почва - растение» программирование плодородия земли и качества продукции. Особенно актуально стала проблема в наше время - содержание нитратов в продуктах. Всемирная организация здравоохранения установила, что предельная норма потребления нитратов для одного человека в день равна 325 мг. Интенсивное применение во многих районах нашей страны неорганических удобрений привело к тому, что в 1988-1993 гг. произошел резкий скачек концентрации нитратов в продуктах питания, поставляемых в государственную и рыночную торговлю. В настоящее время, если еще продукцию государственных хозяйств еще как- то можно проверить и контролировать, то выращенную на личном подворье проверить очень трудно. Частные хозяйства зачастую сознательно идут на превышение норм расходования химических препаратов,что обеспечивает им быстрый, и большой урожай. А все это наносит непоправимый вред земельным ресурсам.

Важной проблемой сельского хозяйства является эрозия почв.

Земельные (сельскохозяйственные) ресурсы - к этой категории ресурсов относятся земли, используемые для производства сельскохозяйственной продукции, - пашня, сенокосы, пастбища. Земли, которые обеспечивают население планеты большей частью пищевых продуктов, составляют всего13% поверхности суши. На протяжении всей истории человечества шел процесс увеличения площадей земли, используемых для выращивания сельскохозяйственных культур - сводились леса, осушались заболоченные территории, орошались пустыни. Но одновременно с этим человек уже терял освоенные им сельскохозяйственные земли. До начала интенсивного развития земледелия площадь пригодных для пахоты земель составила около 4,5 млрд. га. В настоящее время их всего лишь 2,5 млрд. га. Ежегодно безвозвратно теряется почти 7 млн. га пахотных земель, что означает потерю базы жизни для 21 млн. человек.

Сокращение сельскохозяйственных ресурсов связанно с хозяйственной деятельностью человека, нарушением основных правил при ведении сельского хозяйства. К основным причинам потери сельскохозяйственных земель можно отнести: Эрозию, засоление почв в результате хозяйственной деятельности (например, орошение), использование сельскохозяйственных земель для строительства промышленности, транспортных сооружений, бесконтрольное или неумеренное использование удобрений, пестицидов, делающие земли непригодными для сельского хозяйства.

Эрозия почв является самым опасным врагом, уничтожающим сельскохозяйственные земли. Девять десятых всех потерь пахотных земель включая падение их плодородия связанно с эрозией. Эрозия-это процесс разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды или ветром. В связи с этим различают водную и ветровую эрозию. Неправильное ведение сельского хозяйства может существенно усилить процесс эрозии. Стремление увеличить в короткие сроки производство сельскохозяйственной продукции часто приводит к нарушению правил ведения земледелия, например отказу от севооборотов. Например, можно рассмотреть, как влияет на смыв почвы возделывание на одном и том же поле из года в год одной культуры- пшеницы или кукурузы.

При непрерывном возделывании пшеницы ежегодные потери почвы составляют10 т/ год, кукурузы - до 40 т/год. Но если мы ведем севооборот - будем чередовать посевы кукурузы, пшеницы, клевера, ежегодные потери почвы сократятся до 5 т/ год. Усиливает почвенную эрозию отсутствие парования. Известно, что поле под паром оставляется без посева на весь вегетационный период. В это время уничтожаются сорняки и их семена, происходит накопление влаги, питательных веществ.

Сокращение земель под паром в США в 70-е годы, вызванное стремлением собрать больше пшеницы на продажу, привело к резкому усилению ветровой эрозии. Долгосрочное плодородие земель было принесено в жертву краткосрочной прибыли.

Распашка вдоль склона приводит к тому, что потоки талой воды весной или летние дожди смывают плодородный слой. Потери почвы с увеличением крутизны растут, и соответственно уничтожает урожай. Чтобы уменьшить эти потери, нужно вести распашку только поперек склона и резко увеличивать в севообороте долю однолетних и многолетних трав.

Разрушает структуру почв мощная сельскохозяйственная техника тракторы, комбайны, автомашины. Применение их требует учета особенностей обрабатываемых почв, специфики ведения сельского хозяйства в данной местности. Так в США переход к крупной техники привел к разрушению террас на полях, которые должны были сократить смыв на участках с уклоном. Для мощных тракторов, комбайнов нужны большие поля, поэтому их размеры увеличиваются, а полосы разделяющие более мелкие поля, созданные для уменьшения эрозии, ликвидируются.

Сильной считается эрозия при смыве 50 т мелкозема на 1 т/га в год; средней от 25 до 50; слабой от12,5 до 25 т/га а год. Есть примеры и катастрофического смыва почвы, который достигает 300-500 т/га. Особенно это характерно для стран тропического и субтропического поясов, где смыву способствуют ливневые дожди.

Плодородные почвы считаются возобновимым ресурсом, но время необходимое для их возобновления может исчисляться сотнями лет. На посевных площадях земного шара ежегодно теряются миллиарды тон почвенного слоя, что превышает объем вновь образующихся почв. Поэтому главной задачей является сохранение лучших сельскохозяйственных земель. Освоение новых земель не столь плодородных, связанно с громадными затратами. Для приостановки эрозионного процесса необходимо проведение следующих мероприятий:

Безотвальная и плоскорезная обработка почв

Вспашка поперек склонов

Щелевание зяби и посев многолетних трав

Регулирование снеготаяния

Создание полезащитных, водорегулирующих и приовражных лесополос

Строительство противоэрозионных прудов в вершинах оврагов, аккумулирующих сток, земляных валов, водоотводящих канав.

Структура почвы нарушается и в результате использования на полях тяжелой техники, утрамбовывающей силой своей тяжести почвенный слой, нарушающей ее водный режим. Особую актуальность в последнее время приобретает вопросы, связанные с сохранением от истощения и загрязнения малых рек, а так же охрана природы пойменных земель. К малым рекам относятся реки длиной до 100 км и площадью водосбора до 2 тыс. кв. км. Роль малых рек в жизни крупных водоемов, а так же лесного, сельского хозяйства и промышленности огромная. Достаточно сказать, что водосборная площадь малых рек в пределах Верхней и Средней Волги составляет 1/3 общей водосборной площади бассейна. На долю малых рек приходиться 90% от общего количества рек зоны, а их сток составляет 40-50 % от общего речного стока. Больший суммарный объем водной массы, приносимый малыми реками, не может не оказывать влияния на формирование качества воды в больших реках. Малые реки имеют огромное хозяйственное значение как местные источники водоснабжения и зоны массового отдыха населения. Реки важный элемент природных комплексов, являются «кровеносной системой» ландшафта. Вдоль малых рек располагаются пойменные земли, представляющие собой часть речных долин. Почвенные земли играют очень важную роль в народном хозяйстве, являются основным поставщиком сена и пастбищного корма. Несмотря на большое значение малых рек, мер по их сохранению принимается недостаточно, и их состояние в связи с загрязнением, обмелением и усыханием вызывает большую тревогу. Обмеление рек происходит вследствие как естественных, так и антропогенных факторов. Среди естественных причин выделяют, изменение климата и постоянно идущий естественный сброс воды, накопленный в Нечерноземной зоне во время ледникового периода, различного рода тектонические подвижки (поднятие Русской платформы).Среди антропогенных причин выделяют следующие:

Вырубка леса особенно опасна вырубка леса в истоках и водоохранных зонах

Осушение болот и заболоченных земель, пойменных водоемов. Во многих областях от первоначальной площади болот осталось менее половины.

Распашка склонов и пойм рек, что приводит к смыву почв и заилению русел рек

Забор воды из рек на орошение, промышленные, бытовые и другие хозяйственные нужды. При этом забор из рек осуществляется без увязки со схемами природопользования, нередко недопустимо велико потребление воды.

Уменьшение запасов подземных вод в результате бесконтрольного забора воды через скважины.

Проводимые без учета охраны природы уничтожение ключей, родников, ручьев, мелких рек и спрямление их русел при мелиорации земель, разрушение плотин.

Особую тревогу вызывает загрязнение рек. Обилие на малых реках мелких предприятий лесной, пищевой, легкой, текстильной, сельскохозяйственной и промышленности с отсталой технологией очистки воды или совсем без нее приводят нередко к их катастрофическому загрязнению, разрушению экосистем, и полной гибели в реках всего живого. Так же пагубно влияет и чрезмерная нагрузка со стороны маломерного флота. Воды загрязненных рек нельзя использовать ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни для бытовых нужд.

Крупным загрязнителем рек в последнее время становятся животноводческие комплексы, построенные без очистных сооружений. Только экологически обоснованное размещение экологических комплексов и полное использование оттоков то них на земледельческих полях орошения (ЗПО) позволит оградить окружающую среду от загрязнения. Возможность реки бороться, с поступившим в нее загрязнением связана, с самоочистительной способностью водоемов, которая обусловлена совокупностью постоянно идущих физико-химических, биохимических, биологических процессов, ведущих к восстановлению в водоеме его природных свойств и состава воды. Но способность рек к самоочищению не беспредельна. Чем меньше река, тем относительно ниже ее самоочистительная способность.

В последние годы долины рек интенсивно осваиваются под зоны отдыха. Например, на Малых реках Нижегородской области практически не осталось свободных мест для размещения зон отдыха. Без учета последствий нарушения природных систем ведется подчас, на малых реках строительство баз отдыха гидростроительство, заготовка гравия, песка и других строительных материалов. Природные ресурсы малых рек очень велики, но в настоящее время они особо нуждаются в бережном отношении к ним, постоянном внимании и заботе со стороны человека, поскольку экологические системы малых рек являются наиболее хрупкими и уязвимыми.

В настоящее время разработан целый ряд мероприятий по охране малых рек.

В первую очередь необходимо:

1. Провести облесение истоков всех рек, их берегов, склонов, оврагов, и балок, заботливо охранять родники, ключи, ручьи, питающие реки, в значительно больших масштабах осуществлять противоэрозионные мероприятия. Прирусловые лесокустарниковые полосы должны начинаться от истока и следовать на всем протяжении рек по обоим берегам до устья. Долины наиболее мелких рек длиной 3-5 км со слабо выраженными поймами в основном должны оставаться под лесом с освобождением лишь отдельных наиболее широких пойменных участков под кормовые угодья. Это весьма важное условие оптимизации ландшафтов вообще и сельскохозяйственного в частности.

2. Прекратить осушение болот имеющих водорегулирующее значение, особенно в истоках рек.

3. Проводить строительство плотин на реках оврагах, ручьях и балках, но без затопления поименных земель. Так же необходимо усилить контроль за работами (распашка, сведение кустарников, осушение, запруживание водоемов, размещение площадок для сельскохозяйственной авиации и складов удобрений), которые производят в поймах и по берегам рек, колхозы, совхозы. фермерские хозяйства.

4. Прекратить сужение русел рек, в большинстве случаев не дающего экономического эффекта, но наносящие непоправимый ущерб речным экосистемам

5. Прекратить распашку пойменных земель, а так же склоновых земель, подвергаемых эрозии т. к. это вызывает заиление рек и снижения плодородия пойменных земель

6.Проводить углубление русел рек с сохранением прибрежной древесно-кустарниковой растительности

7.Максимально сократить существующее необоснованно высокое потребление воды из малых рек для сельскохозяйственных нужд. Для каждой области должна быть принята программа мероприятий по охране, оздоровлению и комплексному использованию малых рек.

Охрана рек от загрязнения является одной из важнейших народнохозяйственных задач. Любые существующие и потенциальные источники загрязнения больших и малых рек должны своевременно выявляться и ликвидироваться. Основную роль в этом играют бассейновые водные инспекции и санитарно - эпидемиологические станции. Необходимо усилить контроль за санитарно - гигиеническим состоянием всех рек, максимально ограничить поступление в реки хозяйственно бытовых, промышленных сточных вод и стоков животноводческих комплексов. Контролировать, что бы не создавались свалки мусора по берегам рек, загрязняя тем самым поверхностные и грунтовые воды. Так же необходимо в период строительства и эксплуатации мелиоративных систем необходимо четкое соблюдение установленных инструкций по порядку ведения работ, что исключает вероятность поступления загряз нений в водоприемники. .

1.Усилить контроль над работой локальных очистных сооружений предприятий, сбрасывающих нефтепродукты в водоемы и канализационные коллекторы. Улучшить работу очистных сооружений не допускать залповых сбросов. Привлекать к строгой ответственности нарушителей санитарных норм сброса сточных вод

3. Запретить устройство площадок для авто- и мототранспорта в близи рек и пойменных озер, мойку машин в водоемах, а так же прокладку дорог вблизи берегов, рек, озер.

Для охраны рек от загрязнения ядохимикатами, удобрениями, биогенами рекомендуется следующее:

1. Охранять и восстанавливать естественный растительный покров по ложбинам стока поверхностных вод. Эти зоны вместе с поймами рек являются ландшафтно - геохимическими барьерами, препятствующими смыву в реки почвы, удобрений, пестицидов.

2. Строго соблюдать нормы, сроки и технологию применения удобрений и ядохимикатов.

3. Запретить использовать и строго это контролировать, использование самолетов для внесения удобрений на сильнообводненных территориях.

4. Шире использовать внесение гранулированных удобрений, внося их непосредственно под деревья, растения.

6. Организовать хранение ядохимикатов и удобрений в специально оборудованных для этого помещениях. Запретить хранение удобрений под открытым небом.

7. Запретить размещение площадок для отдыха скота на берегах водоемов, а так же водопой скота из рек без специально оборудованных мостов.

8. Огромную роль при самоочищении водоемов играют заросли прибрежно-водных растений. Следует охранять, а там где они нарушены - восстанавливать заросли тростника, рогоза, манника, осоки, ежеголовника и других растений по берегам рек озер, вокруг водозаборных сооружений в качестве фильтрационных полос, а так же создавать подобные полосы на пути сброса сточных и дренажных вод

Еще как одна необходимая мера для охраны малых рек, это - необходимо объявить охраняемыми все малые чистые реки, которые являются важнейшими источниками снабжения населения питьевой водой.

Еще одной важной проблемой малых рек является гибель растительного и живого мира в них в связи с этим так же необходимо принимать меры по их охране и восстановлению.

Пойменные земли с богатейшими заливными лугами являются «золотым» фондом естественных кормовых угодий. Урожай трав на пойменных лугах в два раза выше, чем на суходолах. Богатый флористический состав заливных лугов предопределяет высокое качество и питательность с получаемых с них кормов. Пойменные луга из года в год дают высокие стабильные урожаи и с древних времен использовались человеком как сенокосные угодья. С развитием земледелия и ростом городов отдельные участки пойм стали распахиваться. Однако степень распаханности пойменных территорий оставалась незначительной. На них продолжали господствовать луга, с которых по данным земских учетов, заготавливали 2/3 всего количества сена. Преимущественно сенокосный тип сельского хозяйства продолжал сохраняться и в первые годы советской власти. В послевоенный период производилась массовая распашка пойменных территорий главным образом под посев картофеля и овощных культур. Высокие темпы проведения распашки пойменных земель сопровождались зачастую шаблонными подходами к мелиорации пойм, ведутся без учета природных особенностей, что ведет за собой целый ряд неблагоприятных экологических последствий. Так в результате распашки значительные площади пойменных почв в период половодья подвергаются размыву и смыву на одних участках и заносу свежим аллювием на других. Распашка ухудшает свойства пойменных почв, они теряют 25-40% первоначальных запасов гумуса, 15-35% азота. Одновременно происходит разрушение водопрочной почвенной структуры, что приводит к уплотнению пахотных горизонтов, к уменьшению водоудерживающей способности. Распашка нарушает функцию почв как ландшафтно-геохимических барьеров. После распашки в результате смыва почвы с поверхности пашни и разрушения берегов в реки начинают поступать большое количество взмученного материала, что приводит к еще большему заиливанию и загрязнению русел рек. Сокращение площади пойменных лугов в результате их распашки приводит к ухудшению состояния оставшейся их части. При сильной перегрузке пастбищ скотом и отсутствием должного ухода заливные луга начинают вырождаться. Продуктивность их резко падает. При увеличении засоренности лугов, происходит выпадение из травостоя многих ценных видов кормовых растений. Зарегулирование стока рек отрицательно сказывается на состоянии больших массивов пойменных лугов, расположенных ниже плотин гидроэлектростанций.

Встала задача о повышения продуктивности пойменных лугов. Для ее решения просто необходимо соблюдения ряда норм и правил таких как: соблюдение норм пастбищных нагрузок, соблюдение сроков сенокошения, посев семян ценных сортов трав, правильный целесообразный уход за лугами и т.д. Выполнение этих мероприятий позволит повысить продуктивность пойменных лугов, даже на участках с сильно сбитым травостоем, сохранив при этом естественный многовидовой состав травостоев.

При мелиоративных работах в поймах рек обычно уничтожается достаточно большое количество древесно-кустарниковой растительности. В тоже время древесно-кустарниковая растительность в поймах рек имеет важное противоэрозионное значение. Снижая скорость воды в паводок, она тем самым снижает ее размывающую силу.

Для сохранения пойменных земель необходимо проводить целый ряд мероприятий по их рациональному использованию и охране:

Площади пашни в поймах рек должны быть сокращены до минимума.

Следует запретить выпас скота на пойменных сенокосах до сенокошения

При коренной мелиорации пойменных угодий недопустима сплошная распашка пойм. Планировочные работы на пойменных землях должны быть резко ограничены. Необходимо осторожно подходить к осушению пойменных земель, которое нередко наносит вред этим территориям и выводит их из ранга высокопродуктивных территорий. Осушение пойменных земель надо проводить только закрытым дренажем с двустороннем регулированием водного режима. Недопустим прямой сброс воды в реки. Следует запретить применение на пойменных землях высоких доз минеральных удобрений, особенно азотистых. Следует резко ограничить применение всех видов пестицидов. В целях сохранения малых рек необходимо запретить осушение и коренную мелиорацию узких пойм небольших рек длиною до 10 км. Учитывая уникальность пойменных ландшафтов, их важную роль в биосфере Земли и необходимости сохранения генофонда пойменной флоры и фауны, создать несколько пойменных заповедников.

Зерно ячменя, поступившее после обмолота, необходимо срочно очистить от влажных примесей и семян сорняков. При комбайновой уборке даже при благоприятных метеорологических условиях нередко зерно поступает влажностью около 20...25 %, а во влажную, неустойчивую погоду - 30...35 %. Влажность зерна в ворохе может увеличиться за счет зеленых и влажных примесей. Хранение такого зерна даже непродолжительное время приводит к снижению его посевных и технологических качеств. Во влажном зерне создаются благоприятные условия для развития болезней, вредителей, может произойти самосогревание, поэтому предварительная очистка зерна является первоочередной задачей. Зерновой ворох предварительно очищают на машинах ОВП-2ДА, ЗВС-10, МЗП-50-1, а также ЗД-10 и МПО-50, входящих в состав оборудования зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов. При предварительной очистке из вороха выделяют семена сорняков, органические и минеральные примеси. После очистки влажное зерно просушивают, а семенное, кроме того, сортируют.

Очистку, сушку и сортирование зерна проводят зерноочистительно-су-шильными комплексами КЗС-25Ш, КЗС-40Ш, ЗАВ-25, ЗАВ-40, ЗАВ-50. При сушке зерна необходимо соблюдать температурный режим. При влажности зерна 22 % и более его пропускают через сушилки несколько раз, за каждый пропуск влажность зерна понижают на 4...6 %. В период массовой уборки количество поступающего на обработку зерна превышает пропускную способность сушильного оборудования. Возникает необходимость во временном (до сушки) хранении зерна на току. Чтобы избежать порчи, его размещают в бункерах, на напольных установках и площадках с применением активного вентилирования наружным воздухом, при этом необходимо учитывать температуру и влажность зерна.

После сортирования и сушки зерно должно быть выравненным, чистым от семян сорняков и примесей, его влажность не должна превышать 14... 16 %, семенное зерно должно соответствовать требованиям ГОСТа.

Для формирования товарных партий зерна создают комплексную специальную бригаду из двух-трех человек, которая проводит три обследования: предварительное, основное и контрольное.

Успех формирования партий высококачественного зерна во многом определяется четко налаженной работой агрономической и контрольной служб со стороны хозяйства и хлебоприемных предприятий.

Хранение зерна. Зерно хранится россыпью в нескольких хранилищах. Влажность зерна на 2,5% ниже критической, это необходимо для длительного хранения.

Реализация продукции. Зерно ячменя предназначено частично для корма скоту, т.е. выращивалось на фуражные цели. Часть зерна остается в виде посевного материала.

Остальное зерно реализуется различным предприятиям или частным лицам.

Получение экологически чистой продукции растениеводства.

Производство экологически безопасной продукции – ключевая задача при экологизации сельскохозяйственной деятельности. Под экологически безопасной сельскохозяйственной продукцией понимают такую продукцию, которая в течение принятого для различных ее видов «жизненного цикла» (производство-переработка - потребление) соответствует органолептическим, общегигиеническим, технологическим и токсикологическим нормативам и не оказывает негативного влияния на здоровье человека, животных и состояние окружающей среды.

Считается, что из ядов, регулярно попадающих в организм человека, около 70% поступает с пищей, 20%- из воздуха, 10% - с водой. В России примерно 30…40% продукции загрязнено нежелательными ингредиентами. Загрязнено также 70% питьевой воды. Проблему получения качественного продовольствия в условиях негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе и в процессе сельскохозяйственного производства, можно решить на основе экологизации сложившихся вновь создаваемых систем ведения сельского хозяйства.

Загрязнение продукции растениеводства и животноводства различными вредными веществами обусловлено множеством взаимосвязанных, идущих с различной интенсивностю процессов в сопряженных средах и компонентах экосистем.

Для получения экологически безопасной продукции необходимо иметь достоверные исходные данные об эколого-токсикологической обстановке в агроэкосистемах, особенно испытывающих пресс многолетнего интенсивного использования агрохимикатов. Работу следует начинать с оценки эколого-токсикологического состояния агроэкосистем, прежде всего – почвенного покрова.

Для оценки и предотвращения негативного воздействия продуктов питания на здоровье человека и кормов на сельскохозяйственных животных оперируют такими понятиями, как предельно допустимая концентрация (ПДК), допустимое остаточное количество (ДОК) или максимально допустимые уровни (МДУ) вещества в них.

При оценке степени токсичности элемента (агрохимиката) для растений учитывают концентрацию элемента. При этом не должно быть снижение продуктивности растений, накопления агрохимиката в растениях, кормах и пищевых продуктах выше ПДК. Летальная концентрация вызывает гибель растений. (6).

Вывод.

Увеличение производства высококачественной продукции растениеводства непосредственно связано с широким внедрением интенсивных технологий. Внедрение в сельскохозяйственное производство интенсивных технологий позволяет значительно повысить урожайность, в 1,5 раза и более снизить затраты труда и на 30-40 % себестоимость.

Интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур базируются на энергосберегающих методах производства; высокопроизводительной и надежной технике, обеспечивающей выполнение работ без затрат ручного труда с высоким качеством в оптимальные сроки; высокопродуктивных сортах и гибридах, приспособленных к условиям механизированного производства; применении удобрений, гербицидов и т. п. в эффективных и оптимальных дозах; прогрессивных формах организации труда и производства. Все это обеспечивает рост урожайности и относительно невысокий рост затрат в расчете на гектар посева, существенное повышение качества продукции, рост производительности труда, снижение себестоимости. Использование названных факторов - важнейший путь повышения экономической эффективности.(5)

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ И ЭКОТОКСИКОЛОГИИ

по предмету: «Экотоксикология»

по теме: «Определение возможности получения экологически безопасной продукции растениеводства в условиях загрязнения агроценозов поллютантами»

Выполнила студентка 5 курса

Введение

1. Характеристика вредных организмов культуры

2. Агротехнические и агрохимические мероприятия, уменьшающие токсичность поллютантов

3. Регламенты и нормативы природоохранного использования химических и биологических средств защиты растений

4. Расчет экологической нагрузки используемых химических средств защиты растений

5. Свойства и регламентирование тяжелых металлов

6. Характеристика экотоксикологической ситуации, сложившейся под влиянием радионуклидов

7. Регламентирование нитратов в продукции растениеводства

8. Методы контроля за содержанием токсикантов в природных средах и сельскохозяйственной продукции

9. Пути и меры снижения вредного влияния токсикантов

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Деградация агрофитоценозов, экосистем различного уровня обусловлена нерациональным применением удобрений, мелиорантов, средств защиты растений, биологически активных продуктов, разрушением почв под влиянием механических обработок, распашкой территории выше допустимых пределов, неграмотным осушением и орошением, поступлением в почву отходов сельскохозяйственного производства и сельских поселений, нефтепродуктов и отходов переработки сельскохозяйственной продукции. При ведении сельскохозяйственного производства отмечаются нарушения почв, вод, приземного слоя воздуха, растительного покрова, биоты, ландшафта. Отмечена тенденция к накоплению в экосистемах различного уровня таких приоритетных загрязнителей, как: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель, мышьяк, медь, цинк), радионуклидов (цезий-137, стронций-90), микотоксинов, фитотоксинов, нитратов, нитритов и т.д. Происходит изменение свойств, процессов и режимов, трофических цепей, саморазвития и саморегулирования систем и подсистем, связанных с изменением аккумуляции, трансформации и миграции вещества, энергии и информации.

Нарушение экологических законов при использовании земель приводит к падению плодородия почв, к загрязнению водной и воздушной среды, к снижению качества сельскохозяйственной продукции. Качество сельскохозяйственной продукции предопределяется отсутствием каких-либо загрязнителей, способных вызвать острые или хронические изменения в состоянии здоровья человека.

Из большинства веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы. Проблема тяжелых металлов в современных условиях производства глобальная, т.к. они являются генетическими ядами, поскольку аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах, вызывая сердечнососудистые заболевания, тяжелые формы аллергии, канцерогенный и эмбриотропный эффект у организма, поэтому необходимы соответствующие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды. Все тяжелые металлы обладают высокой токсичностью, миграционной способностью, а также канцерогенными и мутагенными свойствами. Особое значение необходимо придавать загрязнению почвы и воды редкими и рассеянными элементами, обладающими биоцидными свойствами, например Hg, Kd, Pb, As, Se.

Повышенный уровень нитратного азота в различных природных компонентах, с одной стороны, снижает биологическую ценность продуктов питания и кормов, а с другой – оказывает через них негативные последствия на человека и животных. Нарушения в технологии ведения хозяйства, нерациональное использование удобрений ведет к ухудшению качества окружающей среды. Образующиеся и накапливающиеся нитраты в почве и воде становятся экологическим фактором, определяющим не только режим питания растений, обмен веществ и величину продуктивности, но и качество урожая, воды и воздуха.

Ионизирующие излучения обладают высокой биологической активностью. Они способны вызвать ионизацию любых химических соединений биосубстратов, образование активных радикалов и этим индуцировать длительно протекающие реакции в живых тканях. Поэтому результатом биологического действия радиации является нарушение нормальных биохимических процессов с последующими функциональными и морфологическими изменениями в клетках и тканях.

Микотоксины вредны для клетки уже в незначительных концентрациях. Механизм действия микотоксинов заключается в блокировке жизненно важных аминокислот (аланина, тирозина, триптофана) и образовании аминосоединений (аминов). У растений под влиянием токсичных веществ гриба теряется тургор, обесцвечиваются листья, отмечается побурение сосудов и ухудшаются обменные процессы.

Для получения экологически безопасной продукции невозможно добиться без проведения мониторинга (слежения) за содержанием тяжелых металлов, радионуклидов, нитратов, пестицидов в окружающей среде, т.к. значительная часть их аккумулируется в почве. Затем они мигрируют в природные воды, поглощаются растениями и поступают в пищевые цепи. Мониторинг включает в себя следующие основные направления: наблюдение за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на неё; оценку физического состояния окружающей среды и уровня ее загрязнения; прогноз состояния окружающей среды в результате возможных загрязнений и оценку этого состояния.

Мероприятий, с помощью которых реализуется стратегия снижения отрицательных последствий распространения загрязнителей в окружающей среде, включает широкий спектр человеческой деятельности и должны быть направлены, прежде всего, на предупреждение загрязнения объектов окружающей среды, разработку новых приемов экологически безопасного воздействия на окружающую среду, в том числе на продукцию, производимую человеком. Применяя такие агротехнические приемы, как известкование, внесение минеральных и органических удобрений, использование биологически активных веществ можно на разных стадиях производства свести к минимуму вероятность накопления основных поллютантов в почве, а, следовательно, и в растениеводческой продукции.

Целью курсовой работы является – изучение отдельных поллютантов, особенностей их поведения в окружающей среде, воздействия на растения и живые организмы, а также разработка мероприятий по снижению токсичности токсикантов и получение экологически чистой продукции растениеводства.

Раздел 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕДНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Сельскохозяйственное производство несет огромные потери от болезней, вредителей и сорняков. Характерными вредителями злаков являются злаковые мухи, злаковые тли. Большой вред сельскому хозяйству наносят и инфекционные болезни, вызываемые грибами, что выражается в значительном снижении урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно значительные потери урожая происходят в результате присутствия сорных растений, которые выносят питательные вещества и влагу из почвы, затеняют культурные растения, а во многих случаях и загрязняют продукцию ядовитыми веществами и семенами, вызывающими отравление человека и животных. Качество растениеводческой продукции во многом зависит от развивающихся болезней, вредителей и наличия сорняков. Нарушения физиологических процессов при заболевании растительных организмов чаще проявляется в следующем: в ослаблении фотосинтеза, в нарушении интенсивности дыхательных процессов, в нарушении транспортировки в растения воды и питательных веществ, а также продуктов фотосинтеза; в нарушении синтеза ростовых и запасных веществ. Все это сказывается на урожайности и качестве сельскохозяйственной продукции.

Общие потери урожая от вредителей, болезней и сорняков в мире составляет 34% от потенциально возможного урожая.

Таблица 1

Характеристика вредных объектов

Название вредного организма	Вредящая фаза и характер повреждений / внешние признаки проявления болезни	Приуроченность повреждений к фенофазам растений	Условия, благоприятные для распространения вредителя и возникновения и развития болезни
Злаковые мухи	Личинки повреждают стебель (минируют), растение отстает в росте, пожелтение листьев, частичное или полное отсутствие зерен в метелке	Прорастание, третий лист, кущение, начало выхода в трубку	Высокая влажность, оптимальная температура 15-24˚С
Злаковые тли	Личинки и взрослые тли сосут сок из листьев и молодых колосьев, растения отстают в росте, зерно щуплое, появляется белополосатость	Выход в трубку, начало стеблевания, колошение, цветение, налив, молочно-восковая спелость	Повышенная влажность воздуха, теплая погода
Фузариозная корневая гниль	Несовершенные грибы рода Fusarium, конидии. Поражаются первичные и вторичные корни рас-тения, подземные междоузлия, основание стебля. Пожелтение и увядание листьев, белостебельность, неполная озерненность	Всходы, взрослые растения	Неустойчивая погода, резкие колебания влаги в почве. Дождливая прохладная весна, чаще поражаются растения с пониженным тургором из-за недостатка влаги, превышение нормы высева.
Пыльная головня	Мицелий и споры, зараженные метелки выметываются позже, у больных растений метелка разрушается полностью	Колошение, цветение	Оптимальная t 20-25˚С, высокая влажность воздуха, ветреная погода, поздние посевы.
Овсюг обыкно-венный	Засоряет посевы, забирает питательные вещества из почвы, посевы изрежены, растения отстают в росте. Засоряет зерно при уборке	Всходы, взрослые растения	Для прорастания оптимальная t 16-25˚С, преобладание в севообороте яровых колосовых.
Щирица запроки-	Засоряет посевы, забирает питательные вещества из почвы, посевы изрежены, угнетают и подавляют рост растений.	Сильнее поражаются всходы	Для прорастания оптимальная t 26-36˚С. Рыхлые почвы. Глубина прорастания 3 см. Лучше всходят семена, покрытые почвой. Вредоносен на посевах позднего срока сева.
Ярутка полевая	Засоряет посевы, забирает питательные вещества из почвы, растения отстают в росте. Засоряет зерно при уборке	Всходы, взрослые растения	Увлажненные, удобренные поля. Глубина прорастания 4-5 см. Всхожесть перезимовавших семян – 100%.
Белена черная	Засоряет посевы, забирает питательные вещества из почвы, растения отстают в росте. Засоряет зерно при уборке.	Всходы, взрослые растения	Плодородные, рыхлые почвы, семена прорастают с поверх-ности и с глубины 1-1,5 см. Для прораста-ния оптимальная t 18-20˚С.
Мятлик луговой	Может образовывать сомкнутые травостой, посевы сильно изрежены, растения отстают в росте	Всходы, взрослые растения	Для прорастания оптимальная t 16-20˚С. Предпочитает увлаж-ненные почвы. Семена хорошо всходят с поверхности почвы и с глубины 3-4 см.

Раздел 2. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ, УМЕНЬШАЮЩИЕ ТОКСИЧНОСТЬ ПОЛЛЮТАНТОВ

Использование агротехнических методов борьбы основано на взаимоотношениях, которые существуют между растениями, вредителями и внешней средой. Под влиянием агротехнических мероприятий создаются неблагоприятные условия для развития и размножения вредителей, болезней и сорняков и благоприятные условия для роста и развития культурных растений. Агротехнический метод при своем осуществлении не требует специальных затрат. В связи с этим агротехнические мероприятия являются наиболее экономически выгодными. Наибольшее значение из агротехнических мероприятий, с точки зрения защиты растений, имеет севооборот, обработка почвы, система удобрений, борьба с сорняками, сроки и способы посева, уборка урожая.

Севооборот, то есть правильное чередование культур на полях, повышает плодородие почвы и в то же время служит важным приемом для подавления численности вредителей и болезней растений. Правильное и своевременное проведение обработки почвы является одним из самых существенных агротехнических мероприятий по борьбе со многими вредителями сельскохозяйственных культур. При глубокой вспашке растительные остатки, на которых концентрируется большое количество вредителей, запахиваются. При ранних посевах растения раньше всходят, быстрее проходят фазы роста и к моменту весеннего появления вредителей оказываются более устойчивыми.

Таблица 2

Агротехнические мероприятия, направленные на уменьшение вредоносности вредных организмов (вредителей, болезней, сорняков) и снижение токсичности поллютантов

Вредные организмы
Наименование культуры	Название вредного организма	Фаза и место зимовки вредителя / места и формы сохранения инфекции		Агротехнические мероприятия, направленные на уменьшение вредоносности
	Вредители: Злаковые мухи	Зимуют взрослые, закончившие питание личинки внутри стеблей озимых хлебов, на дикой злаковой растительности и на всходах падалицы.		Ранний посев яровых, узкорядные и перекрестные способы посева; посев устойчивых к повреждениям сортов; подкормка всходов удобрениями, химическая обработка всходов против злаковых мух, опрыскивание очагов размножения в период кущения, ранняя уборка. Лущение стерни и ранняя глубокая зяблевая вспашка, чередование культур в севообороте.
		Зимуют яйца на листьях озимых злаков; древесно-кустарниковых растениях.		Посев яровых в ранние сроки, опрыскивание инсектицидами в фазу стеблевания, ранняя уборка. Лущение стерни, ранняя глубокая зяблевая вспашка, чередование культур в севообороте.
	Фузариозная корневая гниль Пыльная головня	Хламидоспоры, на растительных остатках, в почве, семенах.		Внесение оптимальных норм органических и минеральных удобрений, чередование культур в севообороте, оптимальные сроки посева, соблюдение норм высева, выведение сортов, устойчивых к болезни, протравливание семян.
		Головневые споры на семенах, в почве		Термическое прогревание семян, протравливание семян, возделывание устойчивых или слабо поражаемых сортов.
	Овсюг обыкновенный Щирица запрокину-тая Ярутка полевая Белена черная Мятлик луговой	Семена в почве		До- и послевсходовое боронование. Применение почвенных гербицидов. Чередование севооборотов. Обкашивание обочин и кромок поля. Очистка семенного и посевного материала, предотвращение распространения семян сорняков с уборочной техникой, тарой, планирование использования удобрений для избежания засоренности. Лущение стерни на глубину 4-6 см.
Семена в почве		До- и после всходовое боронование. Применение повсходовых и почвенных гербицидов. Ранние сроки сева. Обкашивание обочин и кромок поля.
Семена в почве		Послойная обработка почвы. До- и послевсходовое боронование. Ранние сроки посева. Обкашивание обочин и кромок поля. Очистка семенного и посевного материала.
Семена в почве Семена в почве		Уничтожение на необрабатываемых землях, подкашивание вдоль дорог, обочин и кромок поля, прополка в садах и огородах. Очистка семенного и посевного материала. Своевременное лущение и зяблевая вспашка. Предпосевная обработка почвы. Применение почвенных гербицидов.
Основные поллютанты
Название полютанта	Основные источники поступления в окружающую среду		Закономерности поведения в природных средах		Агротехнические мероприятия, снижающие токсичность
Строн-ций-90	Радиоактивные отходы промышленных предприятий и установок, испытания ядерного оружия, техногенные катастрофы		Способен мигрировать в вертикальном и горизонтальном направлениях. Находится в водорастворимой форме при выпадениях, хорошо доступен растениям, подвижен. В почве содержится в водорастворимой, обменной, необменной и прочносвязанной необменной формах. Больше поглощается молодыми растениями, интенсивнее накапливается в бобо-вых культурах, чем в злаковых		Перевод радионуклидов в трудноусвояемые формы с помощью химических реагентов: фосфатов, силикатов, промывание кислотами и солями (соляной к-той, солями железа, натрия, кальция). Механическое удаление верхнего слоя почвы. Глубокая пахота на глубину 40-60 см. Известкование, внесение органических удобрений.
	Металлургическая промышленность, автотранспорт, с осадками, внесение фосфорных удобрений		Высокая биохимическая активность, эффективность накопления, комплексообразующая способность, склонность к гидролизу, органоминеральные соединения могут обладать высокой подвижностью, мигрировать с почвенной влагой и поступать в растения. Почвы, богатые органическим в-вом, поглощают медь хемосорбционно.		Совместное внесение органических удобрений и извести, снижение мобильности за счет образования нерастворимых металлорганических комплексов.
	Выбросы металлургических предприятий, коммунальные стоки. Выщелачивание из пород и почв, богатых разложившимися организмами и растениями. Сточные воды предприятий машиностроительной, металлургической, автомобильной, текстильной, лакокрасочной, полиграфиической, кожевенной, химической отраслей промышленности.		Высокая биохимическая активность, токсичность, минеральная форма и органическая форма распространения, подвижность, эффективность накопления, растворимость; умеренная комплексообразующая способность и склонность к гидролизу. Шестивалентный хром практически не поглощается почвенными р-рами, а трехвалентный выступает в роли катиона и хорошо поглощается почвой. В черноземах сосредоточен в верхних горизонтах. Общетоксическое, аллергенное, канцерогенное действие на человека		Совместное внесение органических удобрений и извести.
	Извержение вулканов, лесные пожары, испарение с поверхности почвы, из атмосферы с осадками, металлургическая промышленность, сточные воды, внесение в почву фосфорных и калийных удобрений, автотранспорт		Высокая биохимическая активность, токсичность, минеральная и органическая форма распространения, подвижность в кислых почвах pH <5,5. При низких концентрациях удерживается в почве сорб- ционно, при высоких – в виде гидроокисей. При pH < 6,5 выход в р-р регулируется сорбционными процессами.		Совместное внесение органических удобрений и извести. Промывка почв раствором для выщелачивания ТМ из верхних горизонтов на глубину 70-100 см и осаждения их на этой глубине в виде трудно-растворимых осадков.
	Удобрения, образуются в процессе нитрификации в почве, денитрификации при разложении белков, с осадками, промышленные, коммунальные, с/х стоки		Нитраты – соли азотной к-ты. Абиогенное перемещение нитратов между 3 фазами биосферы осущ. за счет: вымыванияи поверхностного смыва, ветровой эрозии, выпадения осадков. Активная миграция связана с высокой растворимостью солей азотной к-ты, их химической устойчивостью неспособностью к адсорбции почвенными коллоидами и минералами. В естественных средах трансформация нитратов происходит биохимическим путем. Промежуточный продукт восстановления нитрата N-NО 3 имеет более высокую химическую активность, более токсичен для живых орг-мов. Нитриты способны образовывать комплексы со многими металлами. Из почвы поглощаются растениями. Токсичность нитратов относительно низкая, а их негативное действие обусловлено нитритом, продуктом восстановления NO 3 в NO 2 микрофлорой ЖКТ и тканевыми ферментами. В этом состоит потенциальная опасность нитратов, а именно их переходом в нитриты и нитрозосоединения, кото-рые являются канцерогенами.		Применение органических удобрений (соломы, торфа), нормирование доз и соотношения элементов питания, применение ингибиторов нитрификации

Наибольшее влияние на миграционную способность металлов оказывает почвенная кислотность. Поскольку растворимость большинства элементов падает с повышением рН, даже незначительные ее колебания способны вызвать изменения в поглощении ионов. Так, кадмий подвижен в кислых почвах с рН < 5,5 и их известкование способствует его иммобилизации вследствие образования гидроокисей и карбонатов. Однако, хром, способен в слабокислой и щелочной среде образовывать растворимые соли хромовой кислоты. При повышении кислотности почвы увеличивается подвижность меди. Известкование, сдвигая кислотно-щелочное равновесие, снижает содержание легко растворимых и обменных соединений металлов. На подвижность металлов в почве сильно влияет концентрация в ней органического вещества. Переход элементов в малоподвижную форму протекает наиболее интенсивно в почвах с высоким его содержанием. На процесс поглощения элементов почвой оказывает влияние характер субстрата и вид поглощенных катионов. Медь удерживается иллитом, монтмориллонитом, каолинитом, вермикулитом достаточно прочно. При больших количествах кадмия в почве в области рН > 6,5 возможно образование карбонатов и фосфатов.

С учетом вышеизложенного, можно предложить комплекс агрохимических мероприятий по снижению опасности токсикантов:

Таблица 3

Агрохимические мероприятия, снижающие опасность токсикантов

	Агрохимические мероприятия	Сроки проведения, особенности применения агрохимикатов
	Известкование	Под основную обработку почвы осенью, т.к. овес устойчив к кислым почвам, вносить известь следует под наиболее значимую культуру в севообороте
	Фосфорные удобрения	Под основную обработку почвы осенью	Р 2 О 5 - 90 кг/га
	Органические удобрения (навоз, торф)	Осенью под вспашку зяби
	Калийные удобрения	Осенью под вспашку зяби	К 2 О - 90 кг/га

Раздел 3. РЕГЛАМЕНТЫ И НОРМАТИВЫ ПРИРОДООХРАННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

Основными способами использования естественных врагов вредителей в биологической борьбе с ними являются: интродукция и акклиматизация, внутриареальное расселение, сезонная колонизация, а также охрана и использование местных энтомофагов. Последний способ предполагает наиболее рациональное использование пестицидов в тех случаях, когда это вызвано необходимостью в связи с непосредственной угрозой урожаю. При этом обработка растений проводится по возможности избирательно действующими на вредителя препаратами и в сроки, наиболее безопасные для его естественных врагов.

Таблица 4

Биологические мероприятия, направленные на защиту культуры

Для борьбы с вредными организмами, повреждающими растения используются химические вещества – пестициды. Для борьбы с пыльной головней овса и корневыми гнилями предполагается применить протравливание семян перед посевом.

Дивидент Стар 036 FS – комбинированный фунгицид системного действия для борьбы с возбудителями грибных заболеваний, распространяющихся с семенами и почвой. Это универсальный двухкомпонентный препарат для обработки семян всех зерновых культур; самый эффективный из экономичных протравителей препарат против корневых гнилей; стабильно высокая эффективность против головневых заболеваний; удобная в применении жидкая препаративная форма с добавлением красителя и прилипателя, защищает от других болезней семян и всходов и обладает побочным действием против таких заболеваний, как септориоз, пятнистости, а также ранние проявления мучнистой росы. Преимущества препарата: по широте спектра действия превосходит большинство препаратов для протравливания семян, при этом поглощается растением постепенно и действует дольше как на внутреннюю, так и на внешнюю инфекцию; гибкость в сроках применения (допускается заблаговременное протравливание) за 3 месяца до сева и более, отсутствие пыления при работе и севе, оказывает на защищаемую культуру благоприятное физиологическое воздействие, повышая продуктивную кустистость, озерненность колоса и метелки. Растения, выросшие из обработанных семян, значительно кустистее и зеленее в течение всей вегетации, что в конечном итоге определяет весомую прибавку.

По информации фирмы-производителя Syngenta (Швейцария) препарат представляет незначительную опасность для человека, однако, в аварийных ситуациях (утечка) является очень токсичным для водорослей, дафний, рыб.

Для борьбы со злаковыми мухами и тлями возможно применение диметоата. Диметоат используется в качестве инсектоакарицида для борьбы с широким спектром вредителей на посевах зерновых, овощных и садовых культур, а также трав и пастбищ. Является системно-контактным препаратом. Быстро поглощается листьями, стеблем и корнями, распространяясь по всему растению. Сосущие и минирующие насекомые уничтожаются в результате поглощения сока растения. Как контактный препарат оказывает подавляющее действие на вредителей, которые соприкасаются с препаратами на поверхности растения. В организме вредителя ингибирует холинэстеразу, действуя на нервную систему и вызывая угнетение дыхания и сердечной деятельности. Токсикологический класс опасности II, препарат относится к средне токсичным.

Банвел - селективный системный гербицид для послевсходового применения против однолетних и некоторых многолетних широколистных сорняков на зерновых культурах. Гербицид банвел - важнейший компонент для приготовления различных баковых смесей. Использование баковых смесей это - способ удешевления обработки, позволяющий одновременно обеспечить биологическую эффективность, приближенную к эффективности гербицидов, примененных в полных нормах расхода. Подбор оптимального соотношения гербицидов в баковой смеси позволяет уменьшить норму расхода компонентов и одновременно сохранить достаточно высокий уровень биологической эффективности.

Гербицид относится к III классу опасности, при попадании в окружающую среду представляет незначительную опасность.

Таблица 5

Химические мероприятия, направленные на защиту культуры

	Название культуры		Фаза развития культуры	Стадия развития вредного организма	Кратность обработок
		Пыльная головня Корневые гнили	Дивидент стар	Протравливание семян перед посевом
		Злаковые мухи, тли	Диметоат Фосфамид	Опрыскивание в период вегетации	Личинки злаковых мух, личинки и имаго злаковой тли
		Однолетние двудольные (Овсюг обыкновенный, щирица, ярутка полевая, мятлик луговой) Двулетние двудольные (белена черная)		Опрыскивание посевов в фазе кущения культуры	Опрыскивание в фазе 2-4 листьев у однолетних и 15 см высоты у многолетних сорняков

Для оценки негативного влияния пестицидов были разработаны пределы допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в различных средах. ПДК загрязняющего вещества – это такая его максимальная концентрация в окружающей среде, которая не оказывает отдаленных мутагенных и канцерогенных последствий. Если величина ПДК в различных средах не установлена, действует временный гигиенический норматив ОБУВ – временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) вещества.

Таблица 6

Санитарно-гигиеническая характеристика применяемых пестицидов

	Название пестицида	Норма расхода препарата, л,кг/га,т	Срок ожидания, сут.	МДУ в продукции, мг/кг	ДСД, мг/кг	ПДК/ОДК в почве, мг/кг	ПДК/ОДУ в воде, мг/дм 3	ПДК/ОДУ в воде рыбохоз. водоемов, мг/л	ПДК/ОБУВ в воздухе атмосферы, мг/м 3
	Дивидент стар
	Диметоат Фосфамид

Раздел 4. РАСЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

Экотоксикологическая оценка каждого препарата должна в первую очередь базироваться на данных о динамике их содержания в почве и растении на обрабатываемых полях, в воздухе и воде водоемов.

Для характеристики действия пестицида на агробиоценоз используют понятие экологической нагрузки.

Для расчета экологической нагрузки существует формула:

НР – норма расхода действующего вещества, (мг/га);

Т 1/2 – период полураспада препарата (месяцев);

Т – токсичность для теплокровных (мг/кг).

Для расчета нормы расхода действующего вещества применяют формулу:

НР – норма расхода действующего вещества л, кг/га;

Д – норма расхода препарата, л, кг/га;

Экологическая нагрузка менее 10 усл.ед. считается неопасной, от 11 до 100 – малоопасной, от 101 до 1000 – среднеопасной, более 1000 – опасной.

Таблица 7

Расчет экологической нагрузки используемых средств защиты растений

Дивидент Стар Э н = 36300*1*/3000=12,1

НР=3,63*1/100= 0,0363*1000000= 36300 мг/га

Диметоат Э н = 400000*1/220,5= 1814,1

НР= 40*1/100= 0, 4*1000000=400000 мг/га

Банвел Э н = 144000*1/2375= 60,6

НР=48*0,3/100=0,144*1000000= 144000 мг/га

Т.о. экологическая нагрузка для всего поля на сезон работ составит: 12,1+1814+60,6=1886,8

Т.к. нагрузка составила 1886,8 усл.ед., она считается опасной.

Раздел 5. СВОЙСТВА И РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Из большинства веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы. Проблема тяжелых металлов в современных условиях производства глобальная, т.к. они являются генетическими ядами, аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах, а также вызывая сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии, канцерогенный и эмбриотропный эффект у организма, поэтому необходимы соответствующие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды. Все тяжелые металлы обладают высокой токсичностью, миграционной способностью, а также канцерогенными и мутагенными свойствами.

Поведение этих токсикантов в различных природных средах обусловлено специфичностью их основных биогеохимических свойств: комплексообразующей способностью, подвижностью, биохимической активностью, минеральной и органической формами распространения, склонностью к гидролизу, растворимостью, эффективностью накопления.

Большинство тяжелых металлов относятся к группе микроэлементов. В действии каждого микроэлемента на живые организмы много общего: они входят в состав ряда белковых комплексов (ферментов) или активизируют их деятельность, они необходимы организмам в очень небольших количествах – тысячных или десятитысячных долях процента. Повышение их концентрации выше определенного уровня приводит к угнетению роста и развития и в данном случае, когда они находятся в окружающей среде в концентрациях, опасных для живого их называют тяжелыми металлами.

В процессе эволюции растения, животные и человек приспособились к природному (фоновому) содержанию тяжелых металлов. Однако интенсивное развитие промышленности, транспорта и использование различных химических средств привело к накоплению тяжелых металлов на значительных территориях, что отрицательно влияет на почву, растения и другие живые организмы, а следовательно, фоновый уровень тяжелых металлов в биосфере постоянно растет.

Таблица 8

Свойства и регламентирование меди, хрома и кадмия

Тяжелый металл	Значение ТМ для растений и человека	Токсикология тяжелого металла
			В почве мг/кг	В питьевой воде мг/л	Для рыбохоз водое	В продукции мг/кг
	Способствует синтезу гемоглобина крови, ускоряет формирование эритроцитов, восстановление костной ткани, усиливает действие инсулина, препятствует распаду гликогена в печени, способствует синтезу витаминов В 1 , С, Р, РР и Е.	Избыток Cu 2+ связывает гидросульфидные группы ферментов и действует на организм угнетающе. Симптомы избытка меди проявляются в виде хлороза, образования окрашенных в коричневый цвет боковых корней., снижается интенсивность дыхания, образования хлорофилла и активность некоторых ферментов. Соединения меди вызывают резкое раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и ЖКТ. При систематическом действии солей меди на организм человека отмечается поражение зубов и слизистой оболочки рта, язвенная болезнь желудка, конъюктива глаз приобретает зеленовато-желтый цвет, на деснах появляется темно-красная полоса.				Рыбопродукция 10 Мясопродукты 5 Молочные продукты 0,5 Хлебопродукты 5 Соки, напитки 5
	Биогенный элемент снижение содержания хрома ведет к уменьшению его содержания в крови, замедление роста, повышение холестерина в крови, затруднение дыхания	Наибольшей токсичностью обладают соединения хрома (VI): туман хромовой кислоты служит причиной плеврита; при хронических отравлениях отмечается сухой кашель, поражения печени (до цирроза).				Рыбопродукция 0,3 Мясопродукты 0,2 Молочные продукты 0,1 Хлебопродукты 0,2 Фрукты 0,1 Соки,напитки 0,1
	Снижает способность организма противостоять болезням, обладает мутагенным и концерогенным действием, может вызвать кумулятивный эффект.	Поражение нервной системы, печени и почек, органов дыхания, ЖКТ, нарушение фосфорно-калийного и белкового обмена, разрушение костей. Механизм токсического действия заключается в угнетении активности ферментных систем в результате связывания с сульфгидрильными, аминными и карбоксильными группами белков.				Рыбопродукция 0,1 Мясопродукты 0,05 Молочные продукты 0,01 Хлебопродукты 0,02 Фрукты 0,03 Соки,напитки 0,02

При загрязнении почв и растительности тяжелыми металлами, в качестве путей оптимизации обстановки, используют традиционные и специальные приемы:

1) Методы по ограничению поступления тяжелых металлов в почву. При планировании применения удобрений, мелиорантов, пестицидов, осадков сточных вод необходимо учитывать содержание в них тяжелых металлов, буферную емкость используемых почв. Ограничение доз, обусловленное экологическими требованиями, является необходимым условием экологизации земледелия.

2) Удаление тяжелых металлов за пределы корнеобитаемого слоя достигается следующими приемами:

Удалением загрязненного слоя почвы,

Засыпкой загрязненного слоя чистой землей,

Выращиванием культур, поглощающих ТМ и удалением с поля их растительной массы,

Промывкой почв водой и водорастворимыми (чаще органическими) соединениями, образующими с тяжелыми металлами водорастворимые комплексные соединения, в качестве органических лигандов используют продукты из отходов с/х производства,

Промывкой почв раствором для выщелачивания ТМ из верхних горизонтов на глубину 70-100 см и затем осаждения их на этой глубине, в виде трудно растворимых осадков (за счет последующей промывки почв реагентами, содержащими анионы, образующие с тяжелыми металлами осадки).

3) Разработка мероприятий по ограничению поступления ТМ в растения. Поступление тяжелых металлов в растения может быть уменьшено за счет изменения питательного режима, при создании конкуренции за поступление в корни токсикантов и катионов удобрений, при осаждении тяжелых металлов в корне в виде труднорастворимых осадков.

4) Связывание ТМ в почве в малодиссоциируемые соединения. Уменьшение поступления тяжелых металлов в растения может быть достигнуто их осаждением в почве в виде осадков карбонатов, фосфатов, сульфидов, гидроокисей; с образованием малодиссоциирующих комплексных соединений с большой молекулярной массой. Наилучшим способом, обеспечивающим существенное снижение содержания тяжелых металлов в растениях, является совместное внесение навоза и извести. Наиболее эффективными мероприятиями, приводящими к снижению подвижности свинца в почвах, является глинование (внесение цеолита) и совместное внесение извести и органических удобрений. Применение полного комплекса химических мелиорантов (органических и минеральных удобрений, извести и трепла) на 10-20% снижало в почве содержание поливалентных металлов.

5) Адаптивно-ландшафтные системы земледелия, как фактор оптимизации экологической обстановки при загрязнении почв ТМ.

Различные виды и сорта культур накапливают в растительной продукции неодинаковое количество ТМ. Это обусловлено селективностью к ним корневых систем отдельных растений и особенностью их процессов метаболизма. ТМ в большей степени накапливаются в корнях, меньше в вегетативной массе и генеративных органах. При этом отдельные группы культур селективно накапливают и определенные токсиканты. Подбор культур для выращивания на почвах определенной степени и характера загрязнения является наиболее простым, дешевым и достаточно эффективным способом оптимизации обстановки.

Распределение металлов в органах растений носит отчетливо выраженный акропетальный характер и увеличивается в ряду:

Раздел 6. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ, СЛОЖИВШЕЙСЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАДИОНУКЛИДОВ

В почве радионуклиды содержаться в водорастворимой, обменной, необменной и прочносвязанной необменной формах. Среди этих форм наибольшую играют первые две, поскольку они способны усваиваться растениями и, следовательно, мигрировать по биологической цепочке. Биологическая подвижность радионуклидов зависит, с одной стороны, от их физико-химических свойств, а с другой стороны, от свойств самой почвы, среди которых решающее значение играют ее тип, минеральный состав, кислотность, содержание органических веществ, увлажненность, длительность её использования в агроэкосистемах. Наибольшей доступностью для растений обладает стронций, который в виде 73% в глобальных выпадениях находится практически полностью в водорастворимой форме.

Большое влияние на доступность радионуклидов для растений оказывает наличие в почве обменных катионов – элементов-носителей и кислотность. Чем больше в ней элементов-носителей, тем меньше биологическая подвижность радионуклидов и наоборот. Закисление почв приводит к увеличению доступности радионуклидов для растений. Микроорганизмы почвы снижают подвижность радионуклидов в биологическом круговороте. По профилю почв естественных экосистем стронций-90 распределяется интенсивно, благодаря более высокой подвижности. Радиационно-экологическая обстановка на загрязненных территориях изменяется в основном в результате естественного радиоактивного распада, вторичного ветрового переноса и вертикальной миграции.

В растения радионуклиды могут поступать через корневую систему и аэральным путем. Большое значение в накоплении растениями радионуклидов имеет фаза вегетации. Листья молодых растений поглощают радионуклиды в значительно больших количествах, чем листья растений, заканчивающих рост и развитие. Стронций-90 под действием ветра и осадков частично удаляется с поверхности листьев и стеблей растений и перемещается в почву, а частично прочно фиксируется на поверхности растений. Выпадение радиоактивных аэрозолей на поверхность растений приводит к накоплению их в надземной массе, в то время как при корневом пути поступления, почвенный поглощающий комплекс выступает в роли мощного сорбционного фактора, а корневая система является селективным барьером, исключающим поступление в надземную фитомассу биологически инертных элементов.

Влияние почвы проявляется в снижении биологической активности радионуклидов при увеличении содержания в почве обменных катионов, органического вещества, физической глины, ила, минералов монтмориллонитовой группы, емкости поглощения. Черноземы, имеющие большое количество мелкодисперсных частиц органического вещества (гумуса) уменьшают переход радионуклидов в растения. При увеличении кислотности возрастает поступление в почву стронция-90. Большему удержанию радиоизотопов в почве способствует наличие в ней химических элементов, близких по химическим свойствам к этим изотопам. Так, кальций - химический элемент, близкий по своим свойствам стронцию - 90 и внесение извести, особенно на почвы с высокой кислотностью, ведёт к увеличению поглотительной способности стронция - 90 и к уменьшению его миграции.

Биологические особенности растений влияют на накопление ими радионуклидов. Так, стронций-90 в 2-6 раз интенсивнее накапливается в бобовых культурах, чем в злаковых. Наиболее интенсивно идет накопление радионуклидов в листьях, стеблях, слабее в генеративных органах.

Распределение радионуклидов в вертикальном профиле почв влияет на поглощение их растениями. Обработка верхнего слоя (заглубление, вспашка, фрезерование) изменяет положение его по отношению к основной массе корней и обуславливает снижение накопления радионуклидов в растениях. Захоронение загрязненного слоя почвы за пределы распространения основной массы корней. Уменьшает накопление радионуклидов в растениях в 7-11 раз.

Расчет количества радионуклидов в почве:

где Р – количество радионуклида, мг/м 3 почвы;

А - активность радионуклида в распадах в секунду;

Т Ѕ - период полураспада изотопа в секундах;

М – массовое число изотопа;

Л – число Авогадро;

К - объем почвы 1 м 3 при плотности 1,1 г/см 3 .

Чтобы сделать расчет количества радионуклида на 1 га, полученный результат умножают на 10000, а пересчет на 1 км 3 требует умножения еще на 100, на 1 кг – на 10 -2 .

Т Ѕ = 28,1 лет = 8,86 *10 8 сек

Л= 6,022*10 23 моль -1

1 Кu = 3,7*10 10 расп./сек

Р= 3,145*10 11* 8 ,86*10 8 *90*

10 -3 /0,693*6,022*10 23 *1=0,0609*10000=609*100

60,9*10 -2 =0,609 кг

Раздел 7. РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ НИТРАТОВ В ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Нитраты – соли азотной кислоты. Поглощение и включение азота в продуктивный процесс растений является важной и специфической составляющей частью круговорота азота как в глобальном масштабе, так и в пределах отдельных регионов, ландшафтов и ценозов. Основным источником азота для растений служат нитраты и аммоний. В культивируемых почвах складываются благоприятные для процесса нитрофикации условия, вследствие чего основной для растения формой как на удобряемых, так и на неудобряемых почвах являются нитраты. При недостатке, как и при избытке азота нарушаются процессы морфогенеза и накопления сухого вещества, изменяется характер включения поглощенного азота в синтез органических соединений, происходит накопление нитратов в урожае культур. Образование нитратов представляет собой естественный процесс превращения азота в геологических породах, почве, воде и атмосфере. При антропогенном воздействии на почву подвижность органического вещества повышается, усиливается минерализация азота почвы, в результате чего возрастает поступление нитратов в природные воды и растения. Азотные удобрения представляют собой главный антропогенный источник азота. Попадая в почву азотные удобрения расходуются не полностью, т.к. растения в процессе всего питания используют и почвенный азот. Поэтому конкретная система применения азотных удобрений должна соответствовать почвенно-экологическим условиям, характеру землепользования, специализации севооборотов и чередованию культур, биологическим их особенностям, поскольку несоблюдение этих условий приводит к увеличению потерь азота удобрений. Необходимо учитывать особенности рельефа местности, гранулометрический состав, водно-физические свойства почвы и другие почвенно-экологические параметры при применении азотных удобрений. Накопление азота зависит также от залужения земель. Потери азота удобрений в нитратной форме возрастают при высокой насыщенности севооборотов пропашными культурами и систематическим применением повышенных доз азотных удобрений. Неравномерное распределение азотных удобрений по поверхности почвы в ходе их внесения также можно рассматривать как одну из причин насыщения водоемов нитратами и их накопления в растениях, так как в этом случае создаются переудобренные участки, снижается коэффициент использования азота удобрений растениями, возрастают потери азота. Замена традиционных систем земледелия с участием и чередованием разнообразных культур более интенсивными и специализированными технологиями, которые способствуют усилению минерализации органического вещества почвы и разрушению ее структуры, ограничение площадей, занятых травами. Утяжеление машин и их использование на постоянных технологических колеях, отсутствие защитных зон вокруг полей приводит к усилению внутрипочвенного и поверхностного выноса азота. Одним из основных факторов, влияющим на накопление нитратов в растения является: чрезмерное внесение удобрений, особенно их нитратных форм (аммиачная, калийная, натриевая селитра). Подкармливать растения лучше амидными или аммонийными формами удобрений, т.к. аммиачный азот поглощается растениями и сразу включается в аминокислоты и белки без накопления нитратов. Увеличение количества нитратов в продукции можно получить при избыточном внесении в почву органических удобрений. Подкормка азотом за 1-2 недели до уборки урожая ведет к увеличению содержания нитратов в растительной продукции. При дефиците фосфора и калия затормаживается процесс образования органического вещества в процессе фотосинтеза, в результате чего снижается расход поступившего азота на процессы роста, что приводит к увеличению концентрации нитратного азота в органах растений. Из микроэлементов наиболее важным для предотвращения накопления нитратов является молибден, т.к. он входит в состав нитратредуктазы и принимает участие в восстановлении нитратов.

Из остальных агротехнических факторов выращивания растений влияние на концентрацию нитратов оказывают освещенность, влагообеспеченность, температура выращивания и сроки уборки урожая.

При слабой освещенности нитраты не полностью превращаются в аминокислоты. В засушливые годы при внесении высоких доз азотных удобрений в почву растения накапливают больше нитратов, поэтому необходим регулярный полив растений, чтобы азотное питание было умеренным и равномерным. Температурный фактор особенно влияет на содержание нитратов у растений, выращенных в условиях короткого светового дня. При умеренной температуре (13-23˚С) растения содержат меньше нитратов, чем при низкой или высокой. В недозрелых овощах содержание нитратов значительно выше, чем в спелых. Накопление нитратов различными культурами имеет наследственно закрепленный характер, т.е. они обладают сортовой спецификой, которая выявлена у ряда сортовых культур.

Существует несколько путей образования и накопления нитратов в растениях:

1) нитраты накапливаются в растениях в результате чрезмерного потребления растениями азота при различных факторах, способствующих более интенсивному поступлению азота в растение, нежели их ассимиляции;

2) накопление нитратов в растениях может быть следствием снижения поступления нитратного азота и замедления синтетических процессов, из-за несбалансированного питания растений азотом и другими элементами;

3) нитраты образуются в растениях в результате первичной реакции на дефицит азота, что в свою очередь связано со снижением активности нитраредуктазы;

4) нитраты образуются в растениях при избыточном усвоении аммонийного азота.

Нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов. Опасность нитратов и их токсическое действие на организм состоит в том, что нитраты, превратившись в ЖКТ в нитриты, попадают в кровь и окисляют двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. При этом образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье. Угрозой для жизни является накопление в крови 20% и более метгемоглобина.

Таким образом, токсичность нитратов относительно низкая, а их негативное действие обусловлено нитритом, продуктом восстановления NO 3 в NO 2 микрофлорой пищеварительного тракта и тканевыми ферментами. В этом состоит потенциальная опасность нитратов, а именно их переходом в нитриты и нитрозосоединения, которые являются канцерогенами.

При сравнении содержания нитратов в зерне и соломе овса 130 мг/кг с ПДК (250-400 мг/кг), можно сделать вывод, что данная продукция безвредна и может использоваться в качестве корма сельскохозяйственных животных, а зерно также может быть использовано на продовольственные цели.

Таблица 9

Определение путей использования продукции растениеводства

Таблица 10

Наименование культуры	Фактическое содержание нитратов, мг/кг	ПДК, мг/кг
Баклажаны
Горошек зеленый
Капуста белокочанная
Картофель
Лук зеленый
Лук репчатый
Перец сладкий
Свекла столовая
Виноград
Кукуруза сахарная
Кукуруза (зеленая масса)
Пшеница озимая
Подсолнечник
Рапс кормовой
Рожь озимая
Свекла кормовая
Свекла сахарная

Локализация нитратов в органах растения увеличивается в ряду:

Репродуктивные органы листья корни, стебли, черешки листьев

Раздел 8. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗА СОДЕРЖАНИЕМ ТОКСИКАНТОВ В ПРИРОДНЫХ СРЕДАХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

Для получения объективной информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов окружающей среды (атмосферный воздух, вода, почва) необходимо располагать надежными методами анализа. Методы применяют в широком интервале концентраций элементов, включающих как следовые количества в незагрязненных объектах фоновых районов, так и высокие значения концентраций в антропогенных условиях.

Физико-химические методы количественно определяемых остатков пестицидов:

Фотометрический метод основан на сравнении оптических плотностей исследуемой и контрольной жидкостей. К разновидностям фотометрического метода относятся фотоколометрический, спектрофотометрический, турбидиметрический, нефелометрический и флуориметрический (люминисцентный). Чувствительность определения фотоколориметров зависит от природы соединений и составляет для органических соединений 0.04-20 мг/мл пробы и для органических соединений 0,02-10 мкг/мл пробы.

Спектрофотометрический метод основан на тех же принципах. Что и фотоколориметрический, но в спектрофотометре используется поглощение монохроматического света. Чувствительность определения органических и неорганических соединений находится на уровне 0,08-20 мкг/мл пробы.

Турбидиметрический метод применяется для определения количеств веществ, которые находятся во взвешенном состоянии, посредством измерения интенсивности прохождения света через контролируемый раствор пробы. Метод пригоден для измерения концентраций порядка нескольких частей на миллион.

Нефелометрический метод отличается от турбодиметрического тем, что измеряется не прошедший через суспензию свет, а рассеянный, благодаря чему данный метод является более чувствительным для сильно разбавленных суспензий.

Флуориметрический метод используется для аналитических целей и основан на способности некоторых веществ при возбуждении ультрафиолетовым излучением сильно флуоресцировать. Этот метод имеет ограниченное применение. Точным и чувствительным он является для интенсивно флуоресцирующих веществ.

Полярографический метод основан на восстановлении анализируемого соединения на ртутном капающем электроде и используется при анализах следовых количеств веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях.

Газохроматографический метод основан на селективном разделении соединений между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых неподвижна (жидкость или твердое тело), а другая подвижна (инертный газ-носитель). Данный метод позволяет определять ничтожно малые количества веществ, не обладающих специфическими реакциями, анализировать смеси. Состоящие из десятков и сотен компонентов с близкими свойствами.

Масс-спектрометрический метод заключается в ионизации газообразной пробы электронной бомбардировкой, после чего образующиеся ионы подвергаются воздействию магнитного поля. В зависимости от массы и заряда ионы отклоняются с различной скоростью и соответствующим образом разделяются. Особенностью метода является малый объем пробы и высокая избирательность.

Спектрально-химический метод заключается в сочетании двух последовательных операций: 1) соосаждения групп элементов из растворов с помощью 2,4-динитроанилина; отделения их и соосаждения их фильтра молибдена с помощью «окисленного» красителя Стенгауза; 2) спектральное определение соосажденных элементов в зольном остатке с использованием соответствующих искусственных стандартов.

Спектрально-эмиссионный метод основан на излучении световой энергии атомами, ионами, реже молекулами. Излучаемые атомами и ионами эмиссионные линейчатые спектры не зависят от вида химических соединений, из которых состоит исследуемое вещество. Поэтому этот вид анализа применяется для определения элементарного (атомного) состава проб воды и почвы. Универсальность, высокая чувствительность, хорошая точность и экспрессивность определения обусловили широкое распространение метода. При фотографической регистрации спектра метод дает принципиальную возможность одновременно анализировать до 30 элементов в одной пробе, при этом в пробе почвы и воды могут быть определены очень низкие концентрации многих элементов.

Атомно-абсорбционный спектральный анализ основан на использовании способности свободных атомов элементов селективно поглощать резонансное излучение определенной для каждого элемента длины волны. Этот метод отличается универсальностью, простотой выполнения и высокой производительностью.

Биологические методы количественного определения пестицидов основаны на использовании зависимости между дозой пестицида и эффектом его действия на тест-объект. При определении инсектицидов эффект действия выражается в процентах гибели тест-объектов. При определении эффекта действия фунгицидов учитывается по величине и интенсивности роста колоний гриба – тест-объекта или по радиусу стерильной зоны, образующейся вокруг точки внесения фунгицида в среду культивируемого объекта.

Эффект действия гербицидов чаще всего устанавливается по накоплению сухой массы надземной части растения, по интенсивности роста корней или по активности отдельных звеньев фотосинтеза.

Брометод предусматривает в строго контролируемых условиях зависимости «эффект-доза» и определения эффекта действия исследуемого образца. Для этого в опыте должны быть как минимум следующие варианты сред:

1. Контроль (определенный материал без пестицида) для учета состояния тест-объекта в условиях опыта.

2. Определяемое вещество, внесенное в исследуемый материал, не содержащий пестицида, в 4-6 логарифмически снижающихся дозах с целью получения данных, необходимых для построения графика «эффект-доза», выражающего зависимость действия определенного пестицида от его дозы.

3. Исследуемый материал, содержащий определенный пестицид и используемый для установления эффекта действия на тест-объект исконных количеств пестицида. Далее по графику «эффект-доза» находят искомое количество пестицида.

Методы отбора проб и определения остаточных количеств токсикантов.

На основании анализа объединенной (средней) пробы делают заключение о всей партии пищевых продуктов или обо всем объеме почвы в целом. При определении остатков пестицидов в различных объектах важно отобрать пробу таким образом, чтобы она полностью характеризовала анализируемый объект. При этом учитываются все факторы, влияющие на устойчивость остатков, как на поверхности, так и внутри биологического материала.

Из партии пищевого продукта составляют образец. Размер отбираемой из него объединенной пробы зависит от вида исследуемого материала и целей анализа.

Средний образец овощей и корнеплодов (томат, свекла, перец, баклажан) отбирается по диагонали участка с промежутками в 6-10 растений. Плоды берут с различных ярусов (овощи) не менее, чем с 10 растений в каждой точке отбора или по диагонали участка в разных точках отбора (корнеплоды).

Образцы используют для отбора объединенной пробы овощей и корнеплодов. Каждый плод делят на 4 части и берут четвертую его часть. Затем пробу перемешивают, взвешивают, измельчают и анализируют.

Пробы почвы берут в 5-6 местах (0,5 кг в каждом месте) по диагонали участка площадью 1-5 га с различной глубины. В лаборатории высушивают до воздушно-сухого состояния в защищенном от солнечных лучей месте. После сушки измельчают и берут объединенную пробу методом квартования. Перед анализом почву просеивают через сито с диаметром 1 мм. Органические остатки анализируют с почвой или отдельно.

Анализ образцов растений на содержание остатков пестицидов проводят сразу после их взятия. Образцы хорошо упакованы, подписаны, сопровождаются паспортом, где указано:

Когда и где отобран образец,

Тип почвы, на которой выращивали культуру,

Название растения,

Наименование применяющегося пестицида,

Время обработки,

Физиологическое состояние во время обработки, для молодых растений – время со дня посева,

Препаративную форму пестицида,

Норму расхода на 1 га,

Концентрацию применяемого рабочего раствора,

Растворитель для приготовления рабочего раствора,

Расход рабочего раствора.

Число обработок,

Погодные условия в день обработки,

За сколько дней до уборки проведено последнее опрыскивание.

Раздел 9. ПУТИ И МЕРЫ СНИЖЕНИЯ ВРЕДНОГО ВЛИЯНИЯ ТОКСИКАНТОВ

Для получения экологически безопасной продукции необходимо иметь достоверные исходные данные об эколого-токсикологической обстановке в агросистемах, так как имеется вероятность с одной стороны – загрязнения биосферы токсикантами промышленного происхождения, а с другой – загрязнения среды органическими отходами сельскохозяйственного производства. Т.к. в почве содержание меди, хрома превышает ПДК, а также почва подверглась загрязнению стронцием-90, необходимо разработать комплекс мероприятий по применению веществ, улучшающих состояние экосистемы и уменьшающих переход токсикантов в растения. Существенному снижению элементов-загрязнителей способствует применение гормональных симбионтных, гуминовых препаратов, которые будучи емкими ионообменниками, поглощают подвижные формы элементов и тем самым снижают поступление их в растения.

Таблица 11

Применение веществ, улучшающих состояние экосистем и уменьшающих переход токсикантов в растения

Название вещества	Особенности применения	Токсикант, против которого направлено действие
Гумат натрия	Опрыскивание растений растений в смеси с гербицидами и удобрениями, способствует повышению адаптационной способности с/х культур, снижению фитотоксичности гербицида
Препараты-симбионты (симбионт 1, симбионт 2)	Препарат разводят в 10000 раз, перед высевом семена опрыскивают препаратом, подсушивают. Для обработки 600 кг семян зерновых культур требуется 1 мл препарата развести в 10 л воды	Стимулируют рост и развитие растений, повышая их устойчивость к неблагоприятным условиям, защищают растения от патогенных грибов.
Вермиком-пост	Оптимальная доза внесения 30 т/га	Гуминовые кислоты обладают хорошей аккумулятивной способностью. Способен связывать радионуклиды, ограничивать поступление в растения нитратов и ТМ, обладает бактерицидными свойствами.

Литература

1. Догадина М.А., Степанова Л.П., Лысенко Н.Н. Основы токсикологии Орел: Издательство ОрелГАУ 2006

2. Догадина М.А., Лысенко Н.Н. Основы токсикологии Орел: Издательство ОрелГАУ 2008

3. Савич В.И., Парахин Н.В., Сычев В.Г., Степанова Л.П. Почвенная экология Орел: Издательство ОрелГАУ 2002

4. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия М.: Высшая школа 1994

5. Список пестицидов и агрохимикатов разрешённых к применению Российской Федерацией, 2008 г. / Приложение к журналу «Защита и карантин растений» № 6 – 2008 г.

6. Баздырев Г.И. Защита сельскохозяйственных культур от сорных растений. – Москва: Колос, 2004 г. – 328 с.

7. Чесалин Г.А. Сорные растения и борьба с ними М.: Колос, 1975 г.-186 с.

8. Горленко М.В. Фитопатология Л.: Колос 1980 г. -318 с.

9. Осмоловский Г.Е., Бондаренко Н.В. Энтомоголия Л.: Колос – 1980 г. – 358 с.

Создание экологически благополучной сырьевой зоны, обеспечивающей животноводческие предприятия кормами, невозможно без системы интенсивного кормопроизводства, позволяющей получать экологически безопасные корма на основе применения рациональных севооборотов, биологически безопасных химических средств борьбы с вредителями и болезнями, использования биологических методов защиты растений, высокоурожайных сортов кормовых культур, толерантных к отрицательным воздействиям, замены гербицидов в борьбе с сорняками.

«Чистота» сельскохозяйственных культур определяется самоочищающейся и буферной способностью почвы, что в значительной степени зависит от содержания в ней гумуса, кислотности, плотности, гранулометрического и минерального состава, окислительно-восстановительной реакции.

В самоочищении почвы большую роль играет гумус. Он не только сорбирует (поглощает) токсические вещества, но и активирует почвенную биоту, нормализует структуру микробиологического состава. Поэтому на почвах подзолистого типа, бедных органическими веществами, экологическая опасность выращиваемых культур значительно выше, чем на черноземах.

Кислотность почвы влияет на растворимость токсикантов и их поступление в растения. В почвах, реакция которых близка к нейтральной, опасность загрязнения их (например, тяжелыми металлами) снижается. С повышением, как кислотности, так и щелочности, растворимость тяжелых металлов возрастает и миграция их в растения увеличивается. Кислотность почвы влияет на структуру микробиологического состава, снижая или повышая его активность. Для получения безопасной продукции очень важно учитывать фактическую кислотность почв при размещении сельскохозяйственных культур.

В случае избыточной кислотности требуется известкование почвы.

Гранулометрический и минеральный состав почвы влияет на емкость катионного обмена, определяющую подвижность токсикантов, а, следовательно, степень поступления их в растения. Так на почвах, гранулометрический состав которых характеризуется большой площадью, поверхность частиц, емкость катионного обмена выше, что уменьшает подвижность токсических веществ (токсикантов) и поступление его в растения.

Сельскохозяйственные культуры, выращиваемые на почвах, в состав которых входят минеральные вещества с невысокой емкостью катионного обмена, легче загрязняются токсикантами, чем выращенные на почвах, содержащих минеральные вещества монтмориллонитовой группы. На переувлажненных почвах возрастает опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции тяжелыми металлами вследствие увеличения их подвижности. Избыток воды в почве способствует появлению в ней металлов с низкой валентностью в более растворимой форме. Почвы с нарушенным гидрологическим режимом следует использовать для выращивания сельскохозяйственных культур только после мелиоративных работ.

С уплотнением почвы увеличивается подвижность тяжелых металлов, что делает опасным выращивание сельскохозяйственных культур. Так, с увеличением плотности почвы с 0,6-1 до 1,3-1,6 г/см 3 подвижность тяжелых металлов возрастает в несколько раз.

На качество выращиваемой сельскохозяйственной продукции влияют населяющие почву живые организмы, особенно микробиота. Дальнейшее поведение токсикантов, попавших в почву, зависит от активности и структуры, микробных ценозов, которые определяют самоочищающую способность почвы, взаимосвязанную с почвенно-экологическими факторами. Поэтому, например, пестициды наиболее интенсивно изменяются в черноземах, характеризующихся высоким содержанием гумуса, благоприятной реакцией среды, повышенной биологической активностью и микробным разнообразием. Черноземные почвы способны также противостоять действию поступающих в почву токсикантов, т.е. обладают хорошей буферностью.

Следовательно, сохранение и увеличение содержания гумуса в почве, осушение и разуплотнение ее - важнейшие условия выращивания экологически безопасных сельскохозяйственных культур, в том числе кормовых.

Проблема получения экологически безопасной продукции растениеводства заключается в снижении содержания ксенобиотиков и повышении биологического качества сельскохозяйственных культур. Решение этой проблемы возможно по трем направлениям.

1. Подбор культур и сортов, обеспечивающих получение безопасной растениеводческой продукции.

2. Выбор почвы и условий рельефа, оптимальных для культуры и сорта и минимизирующих накопление в них ксенобиотиков. Контурно-экологические севообороты позволяют наиболее полно учитывать почвенные условия возделывания конкретной сельскохозяйственной культуры и ее биологические особенности.

3. Совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур, научно обоснованное применение пестицидов, микро- и макроудобрений. Для получения экологически безопасной продукции необходимо соизмерять внесение удобрений со способностью культуры ассимилировать содержащиеся в них питательные элементы без загрязнения продовольственной и фуражной продукции вредными веществами, а нагрузки пестицидов на сельскохозяйственный ландшафт - с интенсивностью физико-химических и биологических процессов их деструкции в окружающей среде и продуктах урожая.

Для получения экологически безопасной растениеводческой продукции необходимы:

· ресурсосберегающие и природоохранные технологии, создание на их базе замкнутых оборотных и безотходных производственных циклов на животноводческих предприятиях и на мелиоративных системах, а также на предприятиях перерабатывающей промышленности;

· оптимизация природных механизмов регулирования численности вредителей, сорняков и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур; на базе адаптивных агроландшафтов интегрированная защита растений;

· эффективное управление биологическими процессами, создание экосистем и ландшафтов с заданными свойствами.

Для предотвращения негативных последствий использования минеральных удобрений и пестицидов требуется экологически и гигиенически обоснованное регламентирование их применения.

С целью минимизации обработки почвы при загрязнении ее радионуклидами применяют известкование, внесение фосфорно-калийных удобрений, микроудобрений и др.

Большое значение имеют мероприятия по защите окружающей среды и сельскохозяйственного производства от химического и микробиологического загрязнения. При существующей системе земледелия значительная часть площади сельскохозяйственных угодий эродирована, переуплотнена, загрязнена и т.д. Ежегодная интенсивная обработка почвы тяжеловесными машинами, нерегламентированное применение удобрений и ядохимикатов отрицательно влияют на экологическую систему почва - растение - животное - человек, что может привести к снижению плодородия почв, продуктивности полей, химическому загрязнению производимого сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Понятие "экологически безопасная продукция". Состояние агроэкосистем и сельскохозяйственной продукции. Санитарно-гигиеническая оценка продовольственного сырья и пищевых продуктов растениеводства и животноводства. Причины снижения качества продукции.

реферат , добавлен 20.07.2010


Сущность популяционной системы. Анализ европейского рынка экологически чистой продукции. Направления продвижения биопродуктов на рынке Евросоюза. Обзор украинского рынка экологически чистых продуктов. Анализ экологически чистой продукции в США и Канаде.

реферат , добавлен 11.05.2012


Обзор европейского рынка экологически чистой продукции. Задачи законодательства относительно органического (биологического) производства в Евросоюзе. Основные направления продвижения биопродуктов на рынке. Экологически чистая продукция в Украине.

реферат , добавлен 09.03.2012


Понятие и факторы создания экологически опасных ситуаций. Самые неблагоприятные для жизни города России. Понятие и виды экологически неблагополучных территорий. Правовые меры их предупреждения. Физико-географическая характеристика Республики Алтай.

курсовая работа , добавлен 03.03.2015


Условия накопления нитратов и нитритов в кормах и пути их поступления в организм животных. Фармокодинамика, профилактика отравлений. Тяжелые металлы: ртуть, свинец, медь, молибден, селен, кадмий. Производные карбаминовой кислоты, профилактика отравлений.

курсовая работа , добавлен 12.11.2014


Воздействие на окружающую среду Донбасса экологически опасных объектов. Проблема закрывающихся шахт. Загрязнение воздушного бассейна Донбасса экологически опасными промышленными предприятиями. Мероприятия по обеспечению экологической безопасности.

реферат , добавлен 05.12.2009


Теоретические и законодательные основы участия общественности в принятии экологически значимых решений. Некоммерческая организации как субъект принятия экологически значимых решений (на примере Фонда охраны дикой природы). Направления деятельности WWF.

дипломная работа , добавлен 21.09.2012


Понятие агроэкосистемы, оптимизация структуры агроэкосистем, источники химического загрязнения агроэкосистем, экологический дисбаланс функциональных связей в агроэкосистемах. Оценка состояния агроэкосистем России в отношении загрязняющих веществ.

курсовая работа , добавлен 13.11.2003