Введение

Основная задача сельского хозяйства состоит в получении высококачественной экологически чистой продукции растениеводства и животноводства. Изучением экологических основ ведения сельского хозяйства занимается агроэкология. Агроэкология на основе комплексного системного подхода определяет пути перехода агросистем на основу постоянного развития. Это означает, что достижения стабильного получения достаточного количества высококачественной конкурентоспособной продукции должно вестись за счет ограничения затрат антропогенной энергии, возобновления естественных ресурсов, формирования стойких агроэкосистем и минимального загрязнения окружающей среды.

Для агроландшафтов есть характерной трансформация отдельных элементов, возникновения нарушений экологического равновесия ландшафта, вчастности, таких элементов как почва, гидрологический режим, рельеф. Малопродуктивные дикие растения заменены в них высокопроизводительными культурными, выведены новые формы и сорта, однако растительный покров становится однообразным.

Важной особенностью агробиоценозов, которые занимают основную часть территории агроландшафтов, является доминирования немногих видов животных-фитофагов. Отсутствие механизмов саморегуляции есть предпосылкой массового систематического размножения отдельных видов, а выращивания монокультур на больших площадях создает для них неисчерпаемые запасы корма. Отсутствие естественных врагов предопределяет преобразования многих видов (грызуны, насекомого) на сельскохозяйственных вредителей.

Для поддержания популяций культурофитоценозов необходимо осуществлять систему агротехнических и мелиоративных мероприятий, которые служат причиной сильной трансформации компонентов первичного ландшафта. В агроландшафтах значительно возбужден естественный биологический кругооборот – в землю возвращается лишь незначительная часть продукованой биомассы, а большинство бесповоротно выносится вместе с урожаем.

Целью нашей работы является рассмотреть экологически безопасные системы земледелия.

Основные задачи:

1. оценить антропогенное влияние на агроэкосистемы;

2. рассмотреть основные направление экологизации агроэкосистем;

3. охараткеризовать биологическое замледелие как одну из наиболее безопасных систем земледелия.

1. Антропогенное давление на агроэкосистемы

Увеличения мощности и массы тракторов, сельскохозяйственных машин и транспортных средств, которые в значительной мере обусловленное большой площадью полей, в объединении с увеличением количества проездов техники во время выполнения технологических операций усиливает отрицательное влияние на грунт. Механическое влияние ходовых частей машинно-тракторных агрегатов приводит к уплотнению грунта, уменьшения пористости, разрушения грунтовой структуры, ухудшения водопроницаемости, распыления грунта, возрастания поверхностного стока и смыва. Переуплотнения грунтов ухудшает условия роста, снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

В процессе работы сельскохозяйственных машин естественная среда, прежде всего атмосферный воздух и земельные угодья, загрязняются альдегидами, углекислым газом, окисями азота и серы, свинцом.

Потребительское отношение к природе, постоянное стремление максимально упростить конфигурацию полей и расширить площади пахотных земель за счет лесов, луг – все это обусловило возникновения деструктивных явлений на сельскохозяйственных землях (дигрессия пастбищ, пересушивания, заболочения, загрязнения грунтов и вод, переуплотнения и нарушения грунтовой структуры, засолонцевания, дефляция, водная эрозия). Динамическая стойкость агроландшафтов, в отличие от саморегулированных естественных ландшафтов, существенно послабленная вследствие полного или частичного антропогенного изменения биоти, нарушения водного и термического режимов, процессов почвообразования, биогеохимического кругооборота. В агроландшафтах существенным образом изменяются все параметры микроклимата, в особенности это касается больших абсолютно обезлесненных участков.

В условиях относительно низкой лесистости Украины чрезвычайно отрицательно влияет на состояние агроэкосистем чрезмерная распаханность.

Серьезную потенциальную опасность окружающей среде, прежде всего землям, культурным растениям, а через них и людям, наносит интенсивная химизация земледелия. Десятки миллионов тонн минеральных удобрений и химических мелиорантов, сотни тысяч тонн гербицидов, инсектицидов, дефолиантов, регуляторов роста растений и других химических средств, которые каждый год вносят на поля, даже при условии относительной безвредности отдельных препаратов, вместе отрицательно влияют на окружающая среда.

В отличие от всех других загрязнителей биосферы пестициды специально вносятся в окружающая нас естественная среда. При этом 97–99% инсектицидов и фунгицидов и 55–60% гербицидов даже при строгом соблюдении всех регламентов их применения не достигают объектов угнетения, а попадают в грунт, воздух, водоема.

Поскольку все без исключения пестициды належат к ядам широкого спектра действия, они поражают не только сорняки, вредителей и возбудителей болезней растений, а и все другие живые существа. Попадая в окружающую среду, пестициды накапливаются. Передвигаясь цепями питания в естественных экосистемах, они могут многократно увеличивать концентрацию. Если, например, в воде, воздухе или грунте они содержатся в допустимых границах, то в организме хищников, которые и вдобавок достаточно долго живут, например щуки или орла, они аккумулируются, и концентрация их может быть большей у десятки и сотни тысяч раз.

Сейчас состоялся переход от производства очень стойких хлорорганических пестицидов типа ДДТ к менее стойким органофосфатам, карбаматам и пиретроидам. И все-таки, несмотря на сравнительно быстрый их рост, предусмотреть судьбу всех возникших при этом химических соединений невозможно.

За данными ФАО, ныне зарегистрирован уже близко 500 видов стойких к инсектицидам насекомых. Быстро вырабатывается такая стойкость у растений, моллюсков, гельминтов, грызунов, грибов, клещей. В многих случаях стойкость возрастает в сотне раз, который делает популяции вредителей неуязвимыми даже при многократных обработках.

Широкое применение пестицидов есть катастрофическим для живой природы. Ежегодно от отравлений пестицидами гибнет (от общего количества ежегодно погибших) близко 40% лосей, кабанов и зайцев, больше 77% боровой дичи, уток и гусей и больше 30% рыбы в пресных водоемах.

Наблюдается стойкая тенденция возрастания пестицидного загрязнения водоемов и грунтов. У водных жителей очень большие коэффициенты накопления пестицидов в организме. Например, содержимое ДДТ в мышцах североатлантической трески 1–10 мг/кг, в печени 180–1800 мг/кг. ДДТ – давно запрещенный пестицид, но его остаточные количества способные больше 50 лет циркулировать в биосфере. Больше того, продукты его распада (например, ДДЄ) – опасные и стойкие вещества, иногда более токсичные, чем исходное вещество.

Пестициды создают благоприятная среда для массового размножения видов, которые к их применению не причиняли убытки. Например, после уничтожения пестицидами сорняков «первого поколения» засорять поля начинают те виды, которые раньше были редчайшими. И количество этих видов резко возрастает.

Опасным следствием применения гербицидов есть резкое усиление эрозии: на оголенном грунте (после уничтожения трав) она развивается практически на всех территориях. Пестициды удручают биологическую активность грунта и тем препятствуют естественному восстановлению его плодородия.

Наблюдаются значительные потери вследствие уничтожения пестицидами среди полезной энтомофауны: насекомых – опылителей, хищников, паразитов. 80% всех растений опыляется насекомыми и без них резко снижается урожай. Сейчас практически во всех сельскохозяйственных регионах численность опылителей значительно сокращена.

Обработка пестицидами может вызвать массовое появление мутаций, которые поднимают генетическую чистоту высокопроизводительных сортов сельскохозяйственных растений.

Доказано, что пестициды изменяют содержимое разных микро- и макроэлементов в растениях, которые вызовет изменение пищевой ценности и вкусовых качеств сельскохозяйственной продукции, усложняет сохранения собранного урожая.

Особую тревогу в нашей стране вызовет накопления непригодных для использования пестицидов, которое началось еще с начала 60‑х лет. Значительное, а после распада СССР часто и несанкционированное и неконтролируемое, ввоз пестицидов увеличило их количество. Для многих составов характерной есть бесхозяйственность. Объем непригодных пестицидов сегодня составляет 10,7 тыс. т в 119 государственных хранилищах и 22 000 т в 4 700 составах в колхозах, акционерный компаниях и др. Исследования Министерства охраны окружающей среды и ядерной безопасности показали, что в каждой области находится от 30 до 1 000 т накопленных пестицидов, которые подлежат уничтожению. Несоответствующие условия и долгосрочное сохранение просроченных пестицидов, непригодная тара и упаковка – все эти факторы приводят к образованию непредусмотренных смесей пестицидов и их новых соединений. Дальнейшее их сохранения в не приспособленных специально для этого хранилищах, бесспорно, представляет все большую опасность для окружающей среды и здоровье людей, угрожает экологической катастрофой.

Повсеместное сокращение площадей естественной лесной и луговой растительности вызвало пересыхания и загрязнения источников, снижения уровня грунтовых вод, оказывало содействие интенсивной эвтрофикации водоемов, послаблению водоочистительного эффекта. Неодиночные случаи, когда границы долов подходят почти к краю берега речки или озера. Сохранения минудобрений насыпью близ берегов речек, забор воды из них для мытья машин (в том числе агрегатов, которые используются для внесения отрутохимикатов или минеральных удобрений), выливания смазочных масел из двигателей машин – все это усиливает загрязнения среды.

Сформированная структура сельскохозяйственных угодий оказывает содействие интенсивному развитию эрозионных процессов. Лишь за последние 25 лет в Кировоградской, Донецкой, Черкасской и Волынской областях площадь эродированных земель выросшая на 30–55%, в Житомирской – на 94%, Львовской и Закарпатской – более как вдвое. Ежегодно площадь эродированных земель в Украине возрастает на 70–100 тыс. га.

За последние 20 лет мировые потери верхнего плодородного пласта грунта составили больше 500 млрд. т.

Интенсивные эрозионные процессы усиливают вынос минеральных удобрений, пестицидов, а также твердых частиц грунта у водоема, которые вызывают их заиления, ухудшения санитарно-гигиенических свойств питьевой воды. Еще одним источником загрязнения среды есть также предприятия, которые перерабатывают сельскохозяйственную продукцию, котельные, тракторные бригады, животноводческие комплексы и фермы. Влияние большого животноводческого комплекса на природу приравнивается к влиянию немалого города. Типичный свиноводческий комплекс дает ежегодно близко 1 млн. кубометров органических стоков, маленькая ферма на 100 коров равносильная за уровнем загрязнения поселку с 10 тыс. жителей. Близ ферм в грунты, подземные воды и открытые водоемы. В значительных количествах поступают углерод, фосфор, калий, азот, сера и прочие элементы. Тем не менее случаи размещения животноводческих комплексов и птицефабрик на недопустимо близких расстояниях от водохранилищ есть довольно частыми.

Интенсификация сельскохозяйственной деятельности резко ограничила возможность гнездования птиц, жизнь и размножения других групп фауны в агроландшафтах. Максимальная распаханность, сокращения площадей естественных лугов и их пастбищная дигрессия, расширения площадей полей, занятых под монокультуры, ликвидация пойменных, болотных и кустарниковых группировок и проведение широкомасштабных гидромелиоративных работ, снижения экологической мозаики агроландшафтов вследствие вырубки межполевых перелесков, рощ, выравнивания влажных микропонижений привели к уничтожению многих важных биотопов.

2. Экологизация и стабилизация агроэкосистем

2.1 Основные направления экологической стабилизации агроэкосистем

Для улучшения качества и экологической чистоты сельскохозяйственной продукции и сохранение агроресурсов надо внедрять агроэкологические подходы к ведению сельского хозяйства. Эти подходы не требуют больших инвестиций, не снижают выход продукции, которая станет более рентабельной.

Одним из направлений постоянного развития агросфери может стать оптимизация структуры сельскохозяйственных экосистем. Хотя на протяжении последнего десятилетия достигнут значительных успехов в изучении агроэкологических систем, только относительно небольшая часть этих знаний реализованная на практике.

Необходимо подчеркнуть: агроекосистема – эта довольно сложная система, созданная под влиянием естественных и климатических факторов и деятельности человека. Агроекосистема есть естественным комплексом, в котором все основные компоненты: рельеф, климат, воды, грунты, растительное и животное царство находятся в сложном взаимодействии и взаимообусловленности, создавая однородную по условиям развития неразрывную систему.

Ландшафт не остается неизменным. Использования ресурсовоспроизводимой системы ландшафта изменяет той или другой мерой также его составные. В агроландшафтах естественная растительность чаще всего заменяется на культурную. Поэтому для ландшафтов, которые используются как сельскохозяйственные угодья, вопрос их охраны необходимо рассматривать как защиту от деградации в процессе использования. Такой подход нуждается в применения технологий, которые бы учитывали сохранения ресурсовоспроизводимых свойств сложной, точно сбалансированной системы, которой является ландшафт.

Изменение того ли другого компоненту агроландшафта или технологий его использования всегда сказывается не только на нем, а и на других ландшафтах. Это свидетельствует, что существует взаимосвязь, как между элементами ландшафта, так и между ландшафтами. Например, увеличения внесения органических и минеральных удобрений обнаружит себя не только увеличением урожая на полях, но и интенсивным цветением водоемов, в которые вместе с дождевыми водами, которые стекают со склонов, поступают и вещества, которые стимулируют развитие сине-зеленых водорослей. Изменения агротехники обязательно скажутся на развитии эрозионных процессов, изменению водности речек.

Возрастания интенсивности движения автотранспорта на магистральных автодорогах усиливает загрязнения грунтового покрова и растений на полях, которые прилегают к этим путям, – а это отрицательно отбивается на качестве выращенной там растениеводческой продукции и опосредствованно влияет на здоровье людей. Таких примеров можно привести много. Из этого явствует вывод: создания любой технологии использования территории, вод и земель должно всегда учитывать как сложную связь элементов природы в самых ландшафтах, так и их связь между собою.

Реализация любых сельскохозяйственных проектов требует экологического моделирования и прогнозирование отрицательных изменений, которые могут возникнуть. Необходимый постоянный мониторинг за этими изменениями, проведения мероприятий по регулированию агроландшафта, поддержки его воспроизведенных свойств на оптимальном уровне.

Агроландшафты есть системами, которые беспрерывно воссоздают свойства и условия, необходимые для самого существования человека. То есть поддерживают высокое плодородие грунтов, предотвращают их эрозии и деградации, сохраняют химический и биологический состав поверхностных и грунтовых вод, воссоздают дикую флору и фауну.

Почва, биота, естественные воды агроландшафта принимают участие в процессе его самоочищения. Вследствие обменов веществом и энергией, которые происходят в границах агроландшафта и между естественными ландшафтами, состояние даже довольно отдаленных от нас ландшафтных систем может существенно влиять на окружающая среда. Поэтому возникает проблема повсеместной охраны ландшафтов как механизмов общей глобальной системы воспроизведения фундаментальных, наиболее необходимых для жизни свойств окружающей среды: газового состава атмосферы, химического и биологического состава грунтов и вод, теплового режима и др.