CC BY
298
УДК 502:62
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЙ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
По мере повышения роли техники во взаимодействии человека с природой все большую актуальность приобретают вопросы экологичности применяемых технических средств и всего производства.
С точки зрения безопасности жизнедеятельности под экологичностью понимается такое состояние источника опасности, при котором соблюдается его допустимое воздействие на техносферу и (или) биосферу [1].
Н.С. Босенко ФГОУ ВПО АЧГАА
Широкомасштабное использование техники в сельском хозяйстве способствует росту производительности и эффективности труда, однако оно сопряжено и с отрицательными экологическими последствиями (таблица).
Применяемые технологии выращивания сельскохозяйственных культур предусматривают многократное воздействие ходовых систем машинно-тракторных агрегатов на почву [2].
Производственные процессы и их возможные отрицательные последствия
Производственные процессы Отрицательные последствия
1. Использование мобильных энергетических средств (автомобили, тракторы, самоходные сельскохозяйственные машины) - химическое, механическое и акустическое загрязнение атмосферы; - загрязнение окружающей среды жидкими нефтепродуктами; - уплотняющее и разрушающее действие на почву в результате давления, динамического воздействия и вибрации
2. Обработка почвы - развитие водной, ветровой и технической эрозии; - образование плужной подошвы: ухудшаются условия произрастания растений; - увеличение тягового усилия в результате уплотнения почвы
3. Внесение минеральных и органических удобрений и защита растений - загрязнение воды и почвы химическими веществами и болезнетворными организмами; - отрицательное воздействие пестицидов на живые организмы и экосистемы в целом
Окончание табл.
4. Возделывание и уборка корне- и клубнеплодов - развитие эрозии, уплотнение почвы; - вынос земли с поля при транспортировке недостаточно очищенных корне- и клубнеплодов; - повреждение клубней: потери продукции при хранении
5. Уборка зерновых и кормовых культур - количественные потери зерновых: улучшение условий питания для вредителей; - потери зеленой массы при ее погрузке на транспортные средства; - качественные потери: дробление и травмирование зерна; - гибель животных под ножами косилки при движении
уборочных агрегатов в сгон
6. Сушка, очистка, сортировка и хранение зерна и семян. Получение травяной муки - загрязнение окружающей среды топочными газами в процессе сушки; - получение недостаточно очищенного посевного материала в результате некачественной очистки: увеличение засоренности посевов; - повреждение зерна и семян и потери продукции при хранении
7. Эксплуатация машинно-тракторного парка Загрязнение окружающей среды и разрушающее воздействие на ее компоненты в результате: - использования энергонасыщенных машин с большой массой и высокой скоростью движения; - наличия неисправностей и недостатков в организации использования МТП; - проведения техобслуживания и техуходов при отсутствии соответствующего оборудования и специальных площадок; - недостатков в организации нефтехозяйства (плохое состояние резервуаров, раздаточных средств и т.д.); - отсутствия теплых обогреваемых помещений для дизельных автомобилей и тракторов; - загрязнения окружающей среды металлами из-за коррозии при хранении сельскохозяйственных машин и несвоевременной сдачи списанной техники
8. Мелиорация - осушение: уничтожение плодородного слоя почвы, понижение уровня грунтовых вод, разрушение природных экосистем; - орошение: переувлажнение, заболачивание и засоление почв; подъем уровня грунтовых вод; разрушение плодородного слоя почвы при повышенной интенсивности дождя, создаваемого дождевальными агрегатами
9. Механизация производственных процессов в животноводстве - загрязнение и заражение окружающей среды навозом; - загрязнение окружающей среды при промывке доильной аппаратуры и молочного оборудования, при мойке корне- и клубнеплодов; - загрязнение воздуха газами, образующимися в процессе жизнедеятельности животных и разложения навоза, а также пылью и микроорганизмами при вентиляции помещений
В результате неоднократного передвижения машин по полю происходит значительное переуплотнение почвы, которое распространяется на большую глубину (до 100 см), а машинные «следы» покрывают до 80% поля. Под влиянием тяжелой техники (данные ВИМ, МСХА им. К.А. Тимирязева, Почвенного института им. В.В. Докучаева) плотность почвы возросла к настоящему времени на 2040%. Угнетение активности почвенных микроорганизмов, переуплотнение почвы и
нарушение ее структуры, снос перемолотой почвы водой и ветром, то есть машинная деградация почвы, - все это отрицательные последствия воздействия на пашню ходовых систем и рабочих органов почвообрабатывающих орудий [3].
Серьезным последствием уплотнения почвы является увеличение ее удельного сопротивления. Удельное сопротивление в значительной степени зависит от переуплотнения почвы различными движителями и ходовыми системами. Оно соответствует
усилию, затрачиваемому на подрезание пласта, его оборот и трение почвы о рабочую поверхность орудия.
Из-за увеличения сопротивления почвы существенно возрастает перерасход топлива. При переуплотнении ухудшается крошение почвы. Пашня становится глыбистой, что приводит к неравномерной заделке семян, снижению их полевой всхожести, а в итоге - к значительному недобору урожая.
Высокая плотность почвы обусловливает резкое ухудшение ее физико-химических и агрофизических свойств. Уплотненные почвы оказывают большое сопротивление проникновению в них корневых систем растений, в таких почвах ухудшаются водно-воздушный и питательный режимы, развиваются эрозионные процессы.
Оптимальная плотность почвы (объемная масса) составляет 1,1 г/см . Повышение плотности почвы на 0,1 г/см3 приводит к недобору 6-8% урожая. Общие потери урожая, обусловленные уплотнением почвы, например, на черноземах достигают 45% в год. Только из-за переуплотнения урожайность зерновых снижается на 20%, картофеля - на 40-50% [3].
Меры по снижению уплотнения почв включают:
- организационно-технологические мероприятия;
- агротехнические приемы по повышению устойчивости почв к уплотнению и их разуплотнению;
- совершенствование сельскохозяйственной техники, ее ходовых систем с доведением давления на почву до допустимых значений.
Организационно-технологические мероприятия предусматривают разработку и внедрение технологий возделывания сельскохозяйственных культур с минимальным проходом по полям тяжелой колесной техники (совмещение операций).
К агротехническим приемам относятся окультуривание почв и повышение содержания в них гумуса.
Для разуплотнения почв применяют рыхление пахотного и подпахотного слоев
(чизели, глубокорыхлители). Сочетание рыхления с внесением органических удобрений и кальцийсодержащих веществ приводит к значительному снижению негативных последствий машинной деградации почв.
Важно, чтобы на полях работали только такие механизмы, давление движителей которых на почву не превышает 0,1 МПа, поэтому лучше использовать гусеничные движители или колесные с эластичными шинами, давление которых на почву составляет соответственно 80-100 и 30-60 кПа.
Энергосберегающей технологией при минимальной обработке почвы предусмотрено использование комбинированных машин, позволяющих выполнять несколько технологических операций за один проход. При этом почва меньше уплотняется и распыляется, повышается ее устойчивость к эрозии. Кроме того, сокращается потребность в технике и топливно-смазочных материалах (на 8-27%), сокращаются затраты средств и труда (на 18-35%) [3].
Вспашка поля при помощи отвальных плугов сопровождается разрушением поверхностных слоев почвы. При этом уничтожаются травяной покров и дернина, запахиваются стерня и другие пожнивные остатки, защищающие почву от выдувания и смыва, не исключено также выворачивание на поверхность менее плодородных слоев почвы.
В районах господства ветровой эрозии следует применять бесплужное рыхление почвы при помощи плоскорезов. В сочетании с внедрением лугопастбищных севооборотов, правильным чередованием культур, нарезкой полей перпендикулярно направлению ветров, полосным размещением культур и другими приемами такая система позволяет свести к минимуму разрушение почвы, обеспечить рациональное использование земли, повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
Общие потери почвы с продукцией и на рабочих органах сельскохозяйственных машин, колесах и гусеницах (особенно во влажную погоду) достигают примерно 16%. В дождливую погоду с корнями из
самого плодородного слоя выносится до 4 т/га почвы. Ежегодный суммарный унос почвы составляет 1,5 млрд т [4]. Действенным средством борьбы с машинной деградацией почв являются, как уже отмечалось, агрофильные (почвозащитные) ходовые системы.
Использование в качестве топлива нефтепродуктов приводит к загрязнению окружающей среды, в том числе и почвы.
Основные потребители жидкого топлива - тракторы, автомобили, зерноуборочные комбайны. Выбросы отработанных газов из низкорасположенных выхлопных труб вызывают такое загрязнение окружающей среды, которое можно сравнить с воздействием на атмосферу крупных промышленных предприятий (что объясняется особенностями загрязнения приземного слоя).
Причем дизельные двигатели имеют преимущества перед карбюраторными по содержанию в отработанных газах оксида углерода и свинца, но по другим компонентам, особенно - сажа, бензапирен, альдегиды, приходящимся на 1 кг сгоревшего топлива, дизельные двигатели уступают карбюраторным (по степени опасности оксид углерода - наименее вредный из образующихся загрязнителей воздуха) [5].
Таким образом, экологически безопасные машины и технологии - это те, которые обеспечивают безопасность окружающей среды, жизни и здоровья населения. Ключевая проблема использования сельскохозяйственной техники - сохранение не только плодородия, но и самих почвенных ресурсов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Стрельников, В.В. Техногенные системы и экологический риск: Ч. 1. Экологическая безопасность и риск [Текст] / В.В. Стрельников, В.Г. Живчиков, Ш.М. Тугуз. - Майкоп: ОАО «Полиграфиздат «Адыгея», 2008. - 360 с.
2. Фирсов, И.П. Технология растениеводства [Текст] / И.П. Фирсов, А.М. Соловьев, М.Ф. Трифонова. - М.: КолосС, 2004. - 472 с.
3. Агроэкология [Текст] / В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.; под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. - М.: Колос, 2000. - 536 с.
4. Сельскохозяйственная экология [Текст] / Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, А.В. Никитин и др. - М.: Колос, 2000. - 304 с.
5. Инженерная экология и экологический менеджмент [Текст] / М.В. Буторина, Л.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др.; под ред. Н.И. Иванова, И.М. Фадина. - М.: Логос, 2004. - 520 с.
