195УДК: 631.22.018 https://www.doi.org/10.24411/2500-0454-2021-10107
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВА КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Гусева АН1, с.н.с. Цуканова З.Р.1, к.с.-х.н.
Мерцалов Е.Н.2, директор Шатиловской СХОС, филиал ФГБНУ ФНЦ ЗБК
1ФГБНУ Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур, Орел, Россия, [email protected]
2Шатиловская СХОС, филиал ФГБНУ ФНЦ ЗБ Аннотация
Интенсивная сельскохозяйственная деятельность приводит к загрязнению почв, водных источников, атмосферы. В статье рассмотрены экологические проблемы сельского хозяйства России. Выявлены основные сельскохозяйственные факторы загрязнения окружающей среды, а также их влияние на экологию. Определены основные технологии переработки отходов животноводческого комплекса. Результаты проведённого исследования могут быть использованы при прогнозировании развития агропромышленного комплекса страны. Процесс производства в сельском хозяйстве должен быть экологически оптимизирован. Ключевые слова: гербициды, эрозия и деградация почв, ядохимикаты, технологии для переработки навоза
AGRICULTURAL FACTORS OF PRODUCTION AS SOURCE OF ENVIRONMENTAL POLLUTION
Guseva A.N.1, senior researcher
Tsukanova Z.R.1, Candidate of Agricultural Sciences
Mertsalov E.N.2, director
1FSBSI «Federal Scientific Center of Legumes and Groat Crops», Orel, Russia, [email protected]
2Shatilovskaya agricultural enterprise, branch of the FSBSI «Federal scientific center of legumes and groat crops»
Abstract
Intensive agricultural activity leads to pollution of soils, water sources, and the atmosphere. The article considers the environmental problems of agriculture in Russia. The main agricultural factors of environmental pollution have been identified. The results of the study can be used to predict the development of the country's agro-industrial complex. Production in agriculture must be environmentally optimized.
Key words: herbicides, soil erosion and degradation, poisonous chemicals, technologies for manure processing
Сельское хозяйство напрямую связано с использованием природных ресурсов. Интенсивное развитие сельского хозяйства оказывает влияние на окружающую среду, которое проявляется в виде отрицательных экстерналий.
До недавнего времени сельское хозяйство не входило в топ «загрязняющих» секторов природы - транспорт, энергетика и промышленность. В 1980 году ООН добавила к этим отраслям ещё и сельское хозяйство, которое стало четвёртым сектором, оказывающим самое разрушительное влияние на окружающую среду. Растениеводство по размерам наносимого урона значительно опережает животноводство, которое влияет на природу меньше.
Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве. Экологические проблемы в сельском хозяйстве классифицируют на несколько видов:
- поступление пестицидов и гербицидов в почву, подземные и поверхностные воды;
- поступление вредных веществ в почву, подземные и поверхностные воды в результате неправильного хранения и утилизации отходов животноводческих комплексов.
- деградация и эрозия почв, вследствие применения минеральных удобрений и ядохимикатов
- изменение природного ландшафта.
Применение минеральных удобрений и пестицидов позволяет значительно увеличить урожай, но одновременно они приводят к таким негативным экологическим последствиям, как: накапливаясь в растениях, они
пищевыми путями попадают в организм человека; загрязняют подземные и поверхностные воды; страдает естественная флора и фауна.
Особой проблемой является загрязнение природных вод биогенными веществами и прежде всего азотными соединениями: в мировом масштабе ежегодно в окружающую среду поступает 50 млн. тонн нитратов (Бородин, 2005).
Загрязненные участки почв химическими средствами защиты растений (пестицидами) ежегодно выявляются на территории Российской Федерации, однако доля загрязненных почв оценивается выборочно. В 2019 г. обследованы почвы различного типа на территории 38 субъектов Российской Федерации; общая обследованная площадь составила 32,2 тыс. га. По результатам обследования на территории 13 субъектов Российской Федерации выявлены участки почв, загрязненные (выше установленных гигиенических нормативов) пестицидами (в 2018 г. - на территории 8 субъектов). При этом наблюдается увеличение доли загрязненных почв по сравнению с предыдущим годом (Министерство природных ресурсов и экологии РФ, 2021).
Согласно данным Роспотребнадзора, озвученным в докладе «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в России в 2018 году», в Орловской области зафиксировано превышение нормативов по санитарно-химическим показателям загрязнения почвы в 1,1 раза. Кроме того, по содержанию тяжелых металлов, ртути, свинца, пестицидов, хлоридов, кадмия территория входит в желтую зону с превышением показателей от 1,1 до 1,4 к общероссийскому нормативу (О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия..., 2019).
Использование пестицидов вызывает ряд экологических проблем. Более 98 % распыляемых инсектицидов и 95 % гербицидов достигают места назначения, отличного от целевых видов, включая нецелевые виды, воздух, воду и почву. Дрейф пестицидов происходит, когда пестициды взвешиваются в воздухе в виде частиц, переносится ветром в другие районы, потенциально загрязняя их. Пестициды являются одной из причин загрязнения воды, а некоторые пестициды являются стойкими органическими загрязнителями и способствуют загрязнению почвы и цветов (пыльца, нектар) (Шевкопляс-Гурьева, 2020).
Следует отметить, что применение пестицидов снижает биоразнообразие, способствует сокращению количества опылителей, разрушает среду обитания (особенно птиц) и угрожает исчезающим видам.
В среднем на каждого человека Земли ежегодно расходуется 400-500 г пестицидов, а в России и США -до 2 кг. При этом следует отметить, что, поступая в организм человека через продукты питания, они обусловливают органическое поражение печени, почек, снижают иммунитет (Шевкопляс-Гурьева, 2020).
В Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях перечислены 9 из 12 наиболее опасных и стойких органических химикатов, которые были (в настоящее время в основном устаревшими) хлорорганическими пестицидами. Поскольку пестициды на основе хлорированных углеводородов растворяются в жирах и не выводятся из организма, организмы имеют тенденцию удерживать их почти неограниченное время. Биологическое усиление -это процесс, при котором эти хлорированные углеводороды (пестициды) более концентрируются на каждом уровне пищевой цепи. Среди морских животных концентрация пестицидов выше у хищных рыб, и тем более у рыбоядных птиц и млекопитающих, находящихся на вершине экологической пирамиды. Глобальная дистилляция - это процесс, посредством которого пестициды транспортируются из более теплых регионов Земли в более холодные, в частности, с полюсов и горных вершин. Пестициды, которые испаряются в атмосферу при относительно высокой температуре, могут переноситься ветром на значительные расстояния (тысячи километров) в области с более низкой температурой, где они конденсируются и уносятся обратно на землю с дождем или снегом (Афанасьев, 2003).
Чтобы уменьшить негативное воздействие, желательно, чтобы пестициды были разлагаемыми или, по крайней мере, быстро дезактивировались в окружающей среде. Такая потеря активности или токсичности пестицидов связана как с врожденными химическими свойствами соединений, так и с процессами или условиями окружающей среды. Например, присутствие галогенов в химической структуре часто замедляет разложение в аэробной среде.
Несмотря на запрет применения дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ), введенный в 1970-х гг., до сих пор загрязнение почв этим персистентным инсектицидом на территории Российской Федерации отмечается наиболее часто (в 2019 г. - 41 % обследованной площади). В 2018 г. также отмечено загрязнение обследованных участков далапоном - 17 % обследованной площади, гербицидом 2,4 Д - 15 % обследованной площади, и трихлорацетатом натрия (ТХАН) - 27 % обследованной площади (Состояние загрязнения пестицидами., 2019).
По результатам обследования, проведенного в 2019 г. сетевыми подразделениями Росгидромета, доля почв, загрязненных пестицидами выше установленных гигиенических нормативов, составила весной 3,3 % и осенью 5,8 % от обследованной площади (в 2018 г. - 1,6 % весной и 1 % осенью). Пик загрязнения почв пестицидами как весной, так и осенью зарегистрирован в 2015 г. (Министерство природных ресурсов и экологии РФ, 2021).
К экологически безопасным методам борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур относят: карантин, агротехнические мероприятия, состоящие в определенных способах обработки почвы, последовательности внесения удобрений, соблюдении оптимальных сроков сева, уничтожении послеуборочных остатков посевов и т.д., прогнозирование возможностей массового размножения вредителей и принятие мер по их ликвидации экологически безопасными средствами, широкое применение биологических методов защиты растений.
В связи с появлением более эффективных и безопасных пестицидов, а также в результате запрещения к применению происходит накопление на складах, полигонах и несанкционированных свалках запрещенных, пришедших в негодность и устаревших ядохимикатов. Данная проблема требует усовершенствование правого регулирования.
Наибольшую опасность для другого компонента природной среды - поверхностных и подземных вод представляют животноводческие фермы, комплексы и птицефабрики. За год в птицеводстве и животноводстве производится порядка 150 млн. тонн отходов и еще примерно столько же при выращивании овощей и фруктов. С ростом импортозамещения эти проблемы только усиливаются (Дашковский, 2018).
Здесь важнейшим недостатком является заниженный объем навозохранилищ. В большинстве хозяйств, вследствие сильного разбавления навоза водой при его удалении и отсутствия учета жидкой фракции, объемы навоза за стойловый период превышают объемы навозохранилищ в 1,5-3 раза. К другим недостаткам ферм следует отнести: круглогодичный вывоз жидкого навоза на поля; использование в качестве навозохранилищ складок местности, отсутствие защитных сооружений от утечек навозосодержащих сточных и ливневых вод с территории ферм; сброс сточных вод в навозохранилища, на рельеф местности или непосредственно в мелиоративные канавы. Особую проблему создает утилизация концентрированных навозосодержащих сточных вод, образующихся на доильных площадках и достигающих 50 % от выхода навоза (Чередниченко, 2018).
Обычно утилизация навоза осуществляется вблизи ферм, что приводит к окислению почв, отчуждению сельскохозяйственных земель, загрязнению грунтовых вод и выбросам в атмосферу парникового газа метана, что негативно сказывается на состоянии окружающей среды и экологии.
Согласно подсчетам экономистов, в России гораздо выгоднее использовать переработанный навоз в качестве органического удобрения в растениеводстве. Например, для хозяйства, имеющего крупный свиноводческий комплекс (5 тыс. основных свиноматок) и около 4 тыс. га земли, экономия от внесения навоза вместо минеральных удобрений составит более 11 млн. руб. в год. При таких исходных данных установка по подготовке навоза к внесению окупается за 2,5 года (Дашковский, 2018).
Технологии для переработки навоза: компостирование отходов КРС: коровьего, бычьего, лошадиного; вермикомпостирование; гранулирование; использование бактерий и бактериологических препаратов; сушка; личинки мух.
Невосполнимый ущерб земельным ресурсам и окружающей среде продолжает наносить эрозия почв. К настоящему времени из общей площади пашни в Российской Федерации 130,6 млн. га площадь эрозионно опасной пашни составляет 98 млн. га. Водная эрозия может проявляться на площади 76 млн. га, ветровой эрозии подвержено более 40 млн. га пашни (Министерство природных ресурсов и экологии РФ, 2021).
Разрушение почв происходит также вследствие недостатка питательных веществ. По данным Россельхозакадемии за последние 50 лет почвы России потеряли 20-30 % гумуса. При среднегодовом выносе питательных веществ растениями свыше 13 млн. тонн в почву возвращается только 2,7 млн. тонн или не более 20 % от выноса (Шевкопляс-Гурьева, 2020).
В процессе подготовки почвы, посева, ухода за растениями, уборки урожая и растительных остатков различные машины проходят по полю 5-15 раз, при этом суммарная площадь следов движителей машин в 2 раза превышает площадь полевого участка. Сопротивление обработке почвы по следу тракторов и тяжелых автомобилей возрастает на 25-60 %, по сравнению с сопротивлением неуплотненных участков поля, что ведет к перерасходу топлива только при подготовке почвы до одного миллиона тонн в год. Существенное влияние на разрушение структуры почв оказывает повышение массы мобильных агрегатов. За последние 20 лет масса тракторов увеличилась в 3-4 раза (Камилов, 2017).
Поскольку сельское хозяйство может отрицательно влиять на себя, оно может отрицательно влиять на другие сектора экономики и социальные интересы. Например, выделение нитратов из искусственных удобрений, используемых в сельском хозяйстве, или навоза животных, может загрязнить поверхностные или подземные воды, используемые человеком для питья, повлиять на качество воды, используемой в технических целях, способствовать росту сорняков в реках («задушить» их и повысить потери воды) и, в некоторых случаях, влиять на навигацию, и усиливать энтропию прудов и озер.
Следует отметить, что с каждым годом увеличивается количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в сельском хозяйстве. За последние 15 лет рост составил 66,5 % (рисунок 1).
Рисунок 1 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в сельском хозяйстве (расчет по данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ, 2021)
Интенсивное развитие сельского хозяйства способно приумножить продуктивность земли, если проводить её с учётом экологических требований.
Будущее развитие агропромышленного комплекса в совершенствовании форм ведения сельского хозяйства с помощью методов селекции и генной инженерии, выведении новых видов растений и животных, более устойчивых к вредителям, жизнестойких, обладающих более высокими продуктивными качествами, с учётом требований экологических стандартов.
Выявление причин и факторов экологического воздействия на природную среду источниками сельскохозяйственного производства позволяет более целенаправленно подходить к разработке кратко и дальнесрочных мероприятий по защите основных компонентов природной среды.
Особое значение в данных условиях приобретает разработка современных комплексных мер по экологически безопасному применению удобрений, пестицидов гербицидов. А также усовершенствование способов переработки отходов отрасли животноводства и растениеводства.
Литература
1. Афанасьев В.Н. Анализ состояния и пути снижения экологической нагрузки сельскохозяйственного производства на природную среду // Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2003. № 75. С. 4-13.
2. Бородин А.И. Сельское хозяйство и окружающая среда // Ученые записки Сахалинского государственного университета. 2005. № 5. 248 с.
3. Дашковский И. Дырявая экология. Сельское хозяйство производит 250 млн. т. отходов в год // Агротехника и технологии. 2018. № 2. С. 34-41.
4. Ежегодник «Состояние загрязнения пестицидами объектов природной среды Российской Федерации в 2018 году». Обнинск: ФГБУ «НПО «Тайфун»», 2019. 89 с.
5. Камилов М.К., Камилова П.Д., Камилова З.М. Экологические проблемы в сельском хозяйстве как следствие интенсификации развития агропромышленного комплекса России // Региональные проблемы преобразования экономики. 2017. № 1. С. 11-20.
6. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2018 году: Государственный доклад. Москва: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2019. 254 с.
7. Официальный сайт Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации. URL: www.mnr.gov.ru. (Дата обращения 15.04.2021.)
8. Чередниченко О.А. Неблагоприятное воздействие производства продукции животноводства на окружающую среду как следствие растущего мирового потребления // Мир науки, культуры, образования. 2014. № 6(49). С. 276-280.
9. Шевкопляс-Гурьева Н.А., Сивкова Г.А. Применение гербицидов и их влияние на окружающую среду и здоровье человека // Инновационная наука. 2020. № 12. С. 15-16.
УДК 634.7:577.21 https://www.doi.org/10.24411/2500-0454-2021-10108
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПАСПОРТИЗАЦИЯ СОРТОВ СМОРОДИНЫ КРАСНОЙ (RIBES RUBRUM) СЕЛЕКЦИИ ВНИИСПК
Должикова М.А., аспирант Павленко А.А.
ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, 302530, Россия, Орловская область, Орловский район, д. Жилина, ВНИИСПК, [email protected]
Аннотация
Красная смородина - одно из ценных пищевых и лекарственное растений, широко используется в промышленном и любительском садоводстве. В ряде европейских стран смородина красная - ценная промышленная культура.
На сегодняшний день микросателлитные ДНК-маркеры являются наиболее распространенным типом ДНК-маркерных систем, используемых при работе с генетическими ресурсами растений - идентификации и ДНК-паспортизации образцов.
Целью данных исследований являлось создание генетических паспортов сортов смородины красной на основании полиморфизма 14 микросателлитных локусов. Было протестировано 10 образцов смородины красной коллекции ВНИИСПК: Ася, Баяна, Валентиновка, Вика,
