Новости
17.10.2018


12.10.2018


12.10.2018


11.10.2018


09.10.2018


09.10.2018


09.10.2018


09.10.2018


08.10.2018


08.10.2018


02.10.2018


02.10.2018


02.10.2018


27.09.2018


27.09.2018


27.09.2018


26.09.2018


26.09.2018


25.09.2018


25.09.2018


25.09.2018


19.09.2018


18.09.2018



01.07.2014

Важнейшим социально–экономическим последствием является увеличение нагрузки азотом и фосфором антропогенного происхождения территорий. Вовлечение в естественные биогеохимические циклы огромного потока азота и фосфора антропогенного происхождения привело к резкому снижению степени замкнутости естественного и антропогенного круговорота данных элементов и усилению выноса их в водные объекты.
По данным исследователей в мировом масштабе степень замкнутости антропогенного круговорота фосфора снизился за последние 80 лет с 80 и 30%. И если в начале века антропогенная составляющая в общем потоке фосфора, поступающего в гидросферу, занимала 1/5 часть, то к восьмидесятым годам она составила 4/5 части.
Вовлечение в сферу агропромышленного производства огромного потока минеральных удобрений не дало значительного прироста урожайности сельскохозяйственных культур, но привело к резкому усилению выноса элементов минерального питания из агроландшафтов в водные объекты, загрязнению поверхностных и грунтовых вод, к развитию эвтрофирования.
Антропогенное эвтрофирование вод в результате поступления с поверхностных, внутрипочвенных и дренажных стоках биогенных элементов преимущественно соединений азота и фосфора, не такая безобидная для водных экосистем явление, как это понимают многие специалисты сельского хозяйства.
В результате поступления в водоем или водоток соединений азота и фосфора в количествах, превышающих возможности водной экосистемы вовлечь их в биологический круговорот, наступает бурное развитие сине–зеленых водорослей, называемое «цветением», которое приводит к серьезным изменениям всех видов водопользования. В частности ухудшается качество воды, нарушается кислородный режим, термогидродинамические, морфометрические характеристики водоема. При больших поступлениях соединений азота и фосфора цветению подвергаются реки и каналы, особенно с замедленными скоростями течения. Все это значительно снижает их экологический потенциал – мешает водоснабжению, ведет к исчезновению ценных видов рыб, ухудшает условия судоходства, эксплуатацию гидроузлов, рекреации, увеличиваются затраты на очистку используемой воды.
Кроме того, сине–зеленые водоросли, вызываемые «цветение» воды, являются сами по себе ядовитыми и выделяют в водную среду токсины. Описанные в литературе многочисленные случаи отравления домашних животных, а также заболеваний людей, вызванные токсинами водорослей, придают этому вопросу особую важность и усугубляют проблему водоснабжения из водоемов, подверженных «цветению».
Анализ экологического состояния крупнейших озерных систем бывшего СССР, проведенный за период с 1920 по 1980 гг. показал, что переход систем в более высокий, трофический статус совпадает по времени с ростом применения минеральных удобрений. В Эстонии годовой сток биогенных веществ в рамках республики в 5–10 раз превышает их возможное потребление фитопланктоном и высшей растительностью водных экосистем. При этом 80% азота поступает в водные объекты с удобренных сельскохозяйственных угодий.
Специальные экспериментальные исследования, проведенные на модельных озерах Валдайской возвышенности свидетельствуют о широкой вариабельности коэффициентов выноса азота и фосфора. Так, в Новгородской области вынос биогенных элементов на почвах с преобладанием супеси и суглинка, при оптимальных сроках и нормах внесения удобрений, не превышал 6% по азоту и 1 % по фосфор На экспериментальных полигонах в пойме р. Оки потери азота оценивались в 16–40% по внутрипочвенному стоку при дозах внесения 50 кг/га, а при внесении по тонкому снегу и мерзлой земле – 80%. В Эстонии на малых водосборах Северного плато, на дерновоподзолистых и дерново–карбонатных почвах вынос азота составил 31,6–25,1 %, а фосфора – 0,96–0,75 % от внесенных удобрений.
Обобщение литературных и собственных экспериментальных данных по количественных оценке выноса азота и фосфора минеральных удобрений в водные объекты в различных ландшафтноклиматических зонах бывшего СССР за период с 1960 по 1986 г. показано, что рост применения минеральных удобрений сопровождался увеличением коэффициента выноса и составил по азоту и фосфору соответственно: 1960–е годы – 6–10 и 0,5; 1970–е годы – 17–30 и 0,8–1,8; 1980–е годы – 31–35 и 1,9–2,5%.
При разработке территориальной комплексной схемы охраны окружающей среды Могилевской области нами давалась оценка поступления биогенных элементов в реки, с водосбора (или части его), расположенного на территории области. В результате модельных расчетов установлено, что наибольшее поступление биогенных элементов (азота и фосфора) отмечается в реке, водосборы которых распаханы на 5% и более – это Беседь – 9,7 и Сож – 9,3, наименьшее поступление отмечается с водосбора реки Птичь – 5,6 кг д.в. с 1 га водосбора (табл. 31).

Влияние минеральных удобрений на эвтрофирование природных вод

Для разработки и обоснования мероприятий по ограничению поступления биогенных элементов в водоемы необходимо знать объем возможных поступлений лимитирующего первичную продукцию биогенного элемента и допустимый предел, характерный для конкретного водоема, превышение которого, несомненно, приведет к его эвтрофированию. Этот предел для каждого водоема определяется его гидроморфологическими параметрами – гидрологическим режимом и морфометрическими характеристиками (глубиной и интенсивностью водообмена). Установлено, что при водообмене 15 раз и более в год «цветение» начинается лишь при концентрации фосфора 0,3 мг/л, тогда как пороговая концентрация фосфора при водообмене 1 раз в год составит 0,01–0,03 мг/л. Воленвойдер Р.А. на основании изучения связей между нагрузкой биогенных элементов (фосфором) и уравнением трофии для различных по глубине водоемов установил «допустимую нагрузку», ниже которой водоем остается в олиготрофном состоянии и «критическую нагрузку», превышение которой грозит водоему переходом из мезотрофного состояния в эвтрофное. Под нагрузкой биогенных элементов автор понимал суммарное поступление элемента в водоем, приходящееся на единицу времени (г/м2 в год). В дальнейшем эту модель автор усовершенствовал и кроме глубины, ввел показатель степени проточности водоема, т.е. время, за которое происходит полный водообмен. Гидрохимические и гидробиологические внутриводоемные процессы рассматриваются в данной модели как «черный ящик».
Эта чрезвычайно простая модель имеет большое практическое значение, поскольку дает возможность без проведения натурных исследований, расчетным путем установить баланс биогенных элементов и определить объемы, превышающие допустимую и критическую нагрузку и, на основании этого, разработать комплекс водоохранных мероприятий на водосборе, включая и мероприятия, обеспечивающие сбалансированность применения удобрений.
Пользуясь данной моделью определила степень эвтрифирования многих озер европейской части СССР. Учитывая такую возможность и отсутствие балансовых расчетов для водохранилищ, нами по модели Волленвайдейра Р.А. были определены допустимые и критические нагрузки фосфором (Робщ) для ряда водохранилищ Белоруссии, характеризующихся различной биогенной нагрузкой на водосборе, глубиной и временем водообмена.
Результаты расчетов приведены в табл. 32. Их анализ показывает, что поступающий только с водосбора фосфор превышает допустимую и критическую нагрузки в большинстве рассматриваемых водохранилищ и только два водоема отвечают условию Рфакт < Рдоп – Краснослободское и Лукомльское.
Влияние минеральных удобрений на эвтрофирование природных вод

Поскольку отрицательные действия соединений азота и фосфора на биоту водных экосистем проявляется по всей цепи круговорота со смещением временного лага, т.е. поступление их в водоем опережает факт «цветения», обнаружить долю вины каждого хозяйственника можно только опосредованно, через анализ его деятельности. Для разработки комплекса мероприятий по ограничению поступления биогенных элементов в водную среду с сельхозугодий возникает реальная необходимость выявления не только экономической, но и экологической эффективности применения удобрений, фактов их бесхозяйственного использования, установления напряженности экологической ситуации в каждом районе, колхозе, госхозе, фермерском и других видах хозяйств. Для дифференциации колхозов, совхозов, районов по степени напряженности необходимо сгруппировать их в однородные группы по показателям структуры землепользования, степени распаханности и эродированности водосборов, стоковых характеристик (модуль стока, коэффициент жидкого и твердого стока), типа почв и динамики агрохимических показателей, эффективности использования удобрений. Такая группировка на уровне административных районов Витебской области Белорусского Поозерья выполнена нами еще в 1989 году.
Установлено, что водосборы рек и озер, расположенные в Городокском и Браславском районах, характеризуются наибольшей напряженностью по комплексу факторов интенсивности эвтрофирования. Например, в Брасловском районе на одну тонну основной продукции зерновых приходилось 73,6 кг азота, 161,8 кг фосфора и 106,6 кг калия, внесенных в почву с удобрениями, при нормативе 87,29 и 26 кг, соответственно. Даже без глубокого анализа можно сказать, что доля сверхнормативных и, естественно, неиспользованных растениями удобрений попала в определенном количестве в водотоки и водоемы браславщины, загрязняя их биогенами. Для ограничения поступления биогенных элементов в водную среду можно применить к хозяйственникам как предупредительные меры, ограничивающие внесение удобрений, так и меры по ликвидации последствий излишнего внесения удобрений.
К первой категории мер относятся, прежде всего, ограничение нагрузок путем разработки так названных нами «технологических» нормативов, формализованных в ранг экологических. Например, в Англии в рамках программы Broods каждый фермер может подписать типовой договор, ограничивающий или регламентирующий хозяйственную деятельность, с отказом от интенсивного ведения хозяйства. Это, естественно, приводит к ухудшению экономических показателей фермы, что компенсируется выплатами за каждый гектар, на который распространяется договор. Разработано 2 типа договора.
1–й тип договора. При выполнении условий договора владелец земли ежегодно получает компенсации в размере 129 фунтов стерлингов на 1 га. Он обязан не проводить вспашку земли, использовать участок только под пастбище без пересева естественного травостоя, обработку пастбища проводить только цепными или дисковыми боронами. С 31 марта по 1 октября выпас скота проводить из расчета не более 3,7 голов в среднем на 1 га. Для расчета нагрузки на 1 га учитываются следующие нормы: 1 фуражная корова = 1 голова, 1 бык = 0,7 головы, 1 бычок/телка (возраст 1 год) = 0,6 головы, 1 бычок/телка (возраст более 1 года) = 0,4 головы, 1 молодой баран = 0,15 головы; допускается лишь один укос трав в году; количество вносимых минеральных удобрений не должно превышать 100 кг д.в. в пересчете на азот, 60 ед.д.в. – на фосфор и 60 ед. д. в. – на калий, доза разового внесения азота не должна превышать 75 ед. д. в.; запрещается использовать пестициды, фунгициды и инсектициды, гербициды допускается использовать только для борьбы с крапивой, осотом, конским щавелем, крестовником; запрещается строительство новых осушительных систем, проведение кротования, значительное изменение или перестройка существующего дренажа; очистку имеющихся каналов открытой осушительной системы разрешено проводить только механическим способом; необходимо обеспечить сохранность кустарников и тростниковые заросли, пруды и малые водоемы. B течение двух лет после вступления договора в силу фермер получает рекомендации и консультации по дальнейшей природоохранной работе.
2–й тип договора. Ежегодные компенсационные выплаты по этому договору составляют 200 фунтов стерлингов за 1 га. Во 2–м типе договора поставлены дополнительные условия: с 31 марта по 16 июля запрещено проведение любых видов почвообработки; в период с 31 октября по 1 апреля запрещен выпас скота; сенокос разрешен не ранее 16 июля; внесение азотных удобрений допускается в дозах, не превышающих 35 ед. д.в., не разрешено применение фосфорных и калийных удобрений, запрещено использовать навозную жижу; известь, гипс или другое вещество для снижения кислотности почвы не применяются; очистка мелиоративных каналов проводится поэтапно (по участкам) в течение всего года, для обеспечения выживания водных обитателей и растений.
Эта программа, разработанная английскими учеными, приносит определенный успех в природоохранной деятельности Великобритании и представляет определенный интерес для нашей республики.
Большие успехи в деле нормирования достигнуты в Дании, где принят ряд мер по снижению загрязнения азотом в результате применения удобрений. Обязательными стали планы применения удобрений во всех хозяйствах с площадью обрабатываемых земель не менее 10 гектаров должны соблюдаться правила землепользования, которые предусматривают запахивание полей после уборки урожая для сохранения азота, что позволяет сократить вымывание азота на паровой пашне в осенне–зимний период. Если производитель не соблюдает требований по сокращению азота до нормы – 90 кг/га, то вводится налог на азот.
На полевых культурах к нормированному обеспечению растений элементами минерального питания на рассчитанную величину урожая в бывшем Советском Союзе в 1970–е годы была разработана цельная система программирования урожая практически для всех полевых и овощных культур, возделываемых в условиях орошаемого и богарного земледелия в различных почвенно–климатических зонах.
В Беларуси инициатором программирования урожаев стояла академик ВАСХНИЛ Т.Н. Кулаковская, под ее руководством в БелНИИПА было выполнено и предложено сельскохозяйственному производству много разработок. Однако внедрение программирования в колхозах и совхозах осуществлялось в то время изредка. И хотя внедряемые методы нельзя было назвать альтернативным земледелием, это был первый шаг к экологически и экономически обоснованному применению удобрений и путь к прогрессу в земледелии.
К сожалению, многие агрономы, хозяйствующие сегодня на земле, забыли о программировании урожаев и вносят несбалансированные по питательным веществам количества удобрений по принципу «вношу то, что есть в наличии».
Критерием эффективности в условиях интенсификации должен выступать не показатель количества внесенных удобрений или животноводческих стоков на единицу площади, а расход элементов питания, содержащихся в этих удобрениях на единицу продукции. Если приходная и расходная части элементов сбалансированы, можно считать, что норматив соблюдается, если же удобрения использовались неэффективно и вынос с урожаем ниже приходной части баланса – норматив превышен. Такой подход к нормированию позволяет выявить конкретных виновников неэффективного использования природной среды.
Аналитически баланс биогенных компонентов сельскохозяйственных угодий выражается зависимостями:
Влияние минеральных удобрений на эвтрофирование природных вод

где, А – внесено n–го элемента питания с удобрениями, кг/га; В – внесено n–го элемента с семенами и посадочным материалом, кг/га; С – использовано n–го элемента из почвы, кг/га; К – нормативный вынос n–го элемента с урожаем, кг/т; Унорм – нормативный (запрограммированный) урожай, т/га; Уфакт – фактический урожай, т/га; X – количество n–го элемента, неиспользованное растениями, кг/га.
Важный резерв повышения урожайности и эффективности использования удобрений – равномерность их внесения на площади, а также сочетание их с известкованием кислых почв. Так, многочисленными экспериментами БелНИИПА доказано, что эффективность азотных удобрений при внесении с неравномерностью 60–80% снижается на 45–50%, фосфорных – на 20–22%), сложных – на 30–35%. Для наиболее высокой окупаемости минеральных удобрений сельскохозяйственной продукцией показатель неравномерности внесения не должен превышать 15%.
Научно разработанная система питания растений и реализованная на практике система удобрений – надежное средство повышения урожайности сельскохозяйственных культур и эффективности использования земли и воды. Однако удобрения дают наибольший эколого–экономический эффект только на фоне высокой общей культуры земледелия, в комплексе с другими агротехническими приемами и при учете зональных условий.