УДК: 673.13

Экологические проблемы АПК Омской области

 

Красницкий В.М. д. с.-х. н., директор

Шмидт А.Г. начальник отдела

Матвейчик О.А. агрохимик

ФГБУ «ЦАС «Омский»

 

В работе предоставлены наиболее важные экологические проблемы АПК Омской области. Выявлены главные источники загрязнения окружающей среды в животноводстве и земледелии. На основе аналитических данных предоставлены результаты влияния экотоксикантов на почвенный покров и растительную продукциюи пути урегулирования их влияния.

Ключевые слова: Омская область, сельское хозяйство, мониторинг, обследование, тяжелые металлы, пестициды, радионуклиды, органические удобрения.

 

Введение

 До настоящего времени традиционно считалось, что основные нарушители природного равновесия - промышленность и транспорт, а возможное вредное влияние сельского хозяйства на окружающую среду редко бралось во внимание.Интенсивное и разностороннее воздействие сельского хозяйства на окружающую среду объясняется разными факторами. Но основное из них это образование значительного количества органических отходов и утилизация их с животноводческих ферм, птицефабрик и нарушение норм и правил применения минеральных удобрений, пестицидов. Усугубление экологических проблем требует пересмотра сложившейся в теории и на практике техногенной концепции развития АПК. Главным принципом развития АПК должна стать экологизация всех мероприятий по развитию сельского хозяйства, учет природных особенностей функционирования земельных ресурсов. И уже в соответствии с этим принципом, с ориентацией на него следует осуществлять мероприятия по механизации, химизации, мелиорации, по внедрению достижений научно-технического прогресса.

Сохраняющиеся тенденции формирования техногенного природоразрушающего типа развития АПК приведут к экологическому кризису в сельском хозяйстве. Внешними проявлениями этого кризиса стали крупномасштабная деградация и потери сельскохозяйственных угодий из-за эрозии, уменьшение содержания в почве гумуса и питательных веществ, засоление, заболачивание, падение естественного плодородия, загрязнение водных ресурсов химическими продуктами и отходами животноводства[9].

В связи с этим возможно разделение экологических проблем в АПК на две составляющих: экологические проблемы в земледелии и экологические проблемы в животноводстве.

 

1.Экологические проблемы в земледелии

 

Наиболее общие экологические издержки агропромышленного производства связаны с деградацией и истощением земельных ресурсов, сведением лесов, уменьшением генетического разнообразия, загрязнением ландшафтов, ухудшением фитосанитарной обстановки, ухудшением качества воды и воздуха, сокращением невозобновляемых источников энергии, изменением  климата.

Распаханность территории во многих районах Омской области достигала 80–90 %. Огромные пространства оказывались одним полем. В связи с этими факторами происходит остепнение, опустынивание, и деградация растительного и почвенного покрова [7].

Для преодоления деградационных процессов, сопровождающих земледелие, требуется применение почвозащитных и мелиоративных систем земледелия, что невозможно или затруднено без использования удобрений, мелиорантов, пестицидов.

В ходе развития земледелия естественные фитоценозы заменяются агроценозами, применяются удобрения, мелиоранты, средства защиты растений, меняются характеристики ландшафтов. Общая экологическая ситуация в свою очередь во многом определяет уровень продуктивности в агроценозах, поэтому приемы получения высоких урожаев хорошего качества должны учитывать возрастающее воздействие всего хозяйственного комплекса на окружающую среду [7].

Научно-технический прогресс резко усилил техническую нагрузку на биосферу. По этой причине в настоящее время большинство культурных ландшафтов, включая агроценозы, в той или иной степени загрязнены различными экотоксикантами. В число наиболее значимых включают тяжелые металлы, радионуклиды и остатки пестицидов.

В связи с появлением загрязнителей экотоксикантов возникла необходимость проведения агроэкологического мониторинга. Этот мониторинг предполагает систему регулярных наблюдений за состоянием агросистемы «почва-растение-вода» под влиянием средств химизации, хозяйственной деятельности сельхозтоваропроизводителей и техногенного загрязнения.

Различие объектов агроэкологического мониторинга требует применения различных способов для его осуществления. При сплошном мониторинге используется метод агрохимических обследований земель хозяйств, проводимых в Омской области ФГБУ «ЦАС «Омский» и ФГБУ «САС «Тарская». Агроэкологическое обследование земель хозяйств области остается одним из главных оценочных показателей как положительных, так и отрицательных воздействий антропогенного характера.

С 1991 года в соответствии с инструктивными материалами МСХ РФ агрохимической службой Омской области было начато обследование почв на содержание тяжелых металлов. Определялось содержание валовых кислоторастворимых форм свинца, кадмия, меди и цинка. С 1997 года к ним добавились ртуть и мышьяк [4].

Омская область хотя и является регионом с высоким техногенным прессингом, но в силу сложившейся инфраструктуры промышленности имеет гораздо меньшую техногенную нагрузку на почву вблизи города и в целом на сельскохозяйственные агроценозы, чем в европейской части России. Объемы выпадения тяжелых металлов на поверхность незначительны и пока не ведут к ухудшению природной среды и качества продукции[8].

Недостаточное внимание уделяется такому источнику загрязнения почвы и растений, как транспорт. Загрязнение вегетативной массы сельскохозяйственных культур на полях отмечается даже на удалении 100 м от полотна дороги. В придорожной зоне до 20 м концентрация металлов превышает предельную допустимую концентрацию[3].

Элементы транспортной инфраструктуры, загрязняющие объекты среды, рассматриваются как линейный вид антропогенного нарушения окружающей среды. Это, как правило, дороги и магистрали республиканского назначения, особенно участки Омск – Петропавловск, Омск – Татарск, Тюмень – Омск, где полосы хронического загрязнения достигают 100-300 м в каждую сторону дороги [6].

Интенсивные наблюдения в этом плане проведены сотрудниками кафедры агрохимии ОмГАУ и ФГБУ «ЦАС «Омский». Обследования почв вдоль основных магистралей Омской области: Исилькуль – Омск, Калачинск – Омск свидетельствуют о техногенном загрязнении почв (табл. 1) [5].

 

Таблица 1. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве вдоль автомагистралей, мг/кг

 

Место отбора проб

Mn

Cu

Zn

Pb

Cd

Ni

35 км от г. Омска

Исилькульский район

у дороги

100 м от дороги

36,3

18,2

0,45

0,17

9,24

0,16

3,78

0,86

0,21

0,10

1,40

0,84

25 км от г. Омска

Калачинский район

у дороги

100 м от дороги

50,7

20,2

0,44

0,02

4,32

0,24

3,85

0,44

0,30

0,08

1,73

0,65

ПДК (ОДК)

140

3,0

23,0

6,0

-

4,0

Примечание. Прочерк – нет ПДК (ОДК) подвижных форм.

 

Концентрация всех анализируемых тяжелых металлов, за исключением свинца, находится в пределах 0,5 ПДК (ОДК).

Это свидетельствует о необходимости комплексного системного подхода к решению проблем получения экологически безопасной продукции сельского хозяйства.

Минеральные и органические удобрения, а также мелиоранты являются приоритетными факторами воздействия на агроэкосистему в сельскохозяйственных ландшафтах. Из всех видов минеральных удобрений наибольшее количество тяжелых металлов содержат фосфорные удобрения, наименьшее – азотные и калийные. С органическими удобрениями в почву также поступают в определенных количествах тяжелые металлы.

Исследователями установлено, что при сбалансированном питании растений путем применения удобрений в их составе преобладают биогенные (жизненно важные) элементы над небиогенными (токсическими). Вредное воздействие на почву и растения оказывают так называемые балластные элементы, входящие в состав удобрений и мелиорантов, значительная часть которых считается загрязнителями [2].

Применение минеральных удобрений и мелиорантов на различных типах почв при сложившемся уровне химизации не привело к значительному накоплению тяжелых металлов в почвах, грунтах, водах и растениях.

Специалисты агрохимической службы Омской области, проанализировав дозы минеральных удобрений под зерновые культуры, рассчитали поступление тяжелых металлов с азотными, фосфорными и калийными удобрениями в почву (табл. 2).

 

Таблица 2. Уровень поступления тяжелых металлов в почву с удобрением под зерновые, г/га

 

Элемент

Co

Cr

Cu

Mn

Ni

Pb

Zn

As

Cd

Поступление с удобрениями: азотными

0,11

3,6

2,3

6,6

1,6

0,03

2,6

0,2

0,02

фосфорными

0,05

1,8

0,5

3,1

0,4

0,1

0,7

0,04

0,01

калийными

-

5,5

3,9

-

2,4

1,5

5,8

-

0,2

Суммарные количества тяжелых металлов, вносимых с удобрениями

0,16

10,9

6,7

9,7

4,4

1,63

9,1

0,24

0,23

Увеличилось в почве тяжелых металлов за счет удобрений мг/кг

0,0001

0,004

0,003

0,004

0,002

0,0007

0,004

0,0001

0,0001

 

Расчетные материалы свидетельствуют о том, что ежегодное поступление тяжелых металлов в почву с удобрениями под зерновые культуры составляет тысячные и десятитысячные доли миллиграмма на килограмм почвы, то есть ничтожно малую часть от фонового содержания[5].

Применение средств химизации в последние годы сильно сократилось, соответственно снизилось и поступление в почву тяжелых металлов.

Содержание всех исследуемых элементов на порядок ниже предельно допустимых значений, предусмотренных для подвижных форм тяжелых металлов. При массовом обследовании пахотных почв области подобная закономерность сохраняется. Это позволяет сделать вывод об отсутствии загрязнения почв упомянутыми элементами и возможности получения доброкачественной продукции.

К одним из основных загрязнителей почвы относят содержание остатков пестицидов. Опасность пестицидов для окружающей среды состоит прежде всего в том, что подавляющее большинство из них являются синтетическими химическими веществами, не встречающимися в природе.

Мониторинг за содержанием остаточных количеств пестицидов агрохимслужбой области начал осуществляться с середины 70х годов XX века. Наибольшее внимание уделялось хозяйствам с интенсивным применением пестицидов и пригородным, возделывающим овощные культуры. Остаточные количества пестицидов (ОКП) определяли в хозяйствах с наиболее интенсивным применением пестицидов [4].

Отбор образцов почв на содержание ОКП проводился одновременно с агрохимическим обследованием почв сельскохозяйственных товаропроизводителей, с учетом периода разложения препарата, обусловленного технологией применения [5].

Результаты обследования за 1996 – 2009 года показали, что общий уровень загрязненности почв остаточными количествами пестицидов не превышал 9% от числа исследованных проб, при этом содержание обнаруженных ОКП было значительно ниже предельно допустимой концентрации. За 2010 – 2013 годы на реперных участках, контрольных участках, где применялись пестициды, показали, что ни в одной из исследуемых проб почв остатков пестицидов не обнаружено [5].

Остатков применяемых в области пестицидов в растительной продукции не обнаружено, то есть она экологически безопасна.

Наиболее значительными экотоксикантами считаются искусственные и естественные радионуклиды, поскольку они являются неуправляемыми и, консервативными поллютантами.

Радиоактивность почвы обусловлена содержанием в ней радиоактивных химических элементов. Естественная радиоактивность почв зависит главным образом от содержания урана, радия, тория и радиоактивного изотопа калия. Искусственная радиоактивность почв обусловлена в основном стронцием-90 и цезием-137. Радиоактивные элементы представлены долгоживущими изотопами с большим периодом полураспада [12].

Радиологические наблюдения за почвенным и растительным покровом ведутся в Омской области агрохимической службой с 1976 года.

Впервые на основе более чем 20-летних наблюдений, проведенных агрохимической службой Омской области, представляется возможность дать информацию о сложившейся радиологической обстановке на землях сельскохозяйственного назначения и о содержании радионуклидов в почвах и сельскохозяйственной продукции (табл. 3).

 

Таблица 3. Среднемноголетнее содержание радионуклидов в почвах, Бк/кг

 

Регион

Стронций-90

Цезий-137

Калий-40

Радий-226

Торий-232

Гамма-фон мкР/ч

Омская область

1,2

12,6

356

18,8

22,9

11

В среднем по России

6,5

22,0

520

27

30

-

 

Результаты многолетних стационарных наблюдений и ежегодных оперативных исследований показывают, что содержание естественных и искусственных радионуклидов в почвах Омской области не выходит за пределы уровня глобальных выпадений и характеризуется ниже среднероссийских [5].

Таким образом, учитывая низкое содержание радионуклидов в почве, малое их накопление в сельскохозяйственной продукции, отсутствие случаев превышения предельно допустимой концентрации, незначительные коэффициенты их перехода в товарную часть, радиационную обстановку в области можно считать спокойной.

 

2. Экологические проблемы в животноводстве

 

Проблема утилизации органических отходов является одной из актуальных задач, стоящих перед работниками сельскохозяйственных предприятий.

Технологическая политика в животноводстве с перекосом в сторону чрезмерно крупных животноводческих комплексов породила сложную проблему утилизации отходов животноводства, в результате чего навоз при всей его значимости как наиболее ценного удобрения превратился в источник загрязнения окружающей среды.Проблема утилизации органических отходов является одной из актуальных задач, стоящих перед работниками сельскохозяйственных предприятий [10].

Внесение навоза и помета в почву без предварительной обработки является неприемлемым из-за возможного наличия патогенных микроорганизмов и т.п. Кроме того, свежий свиной навоз и птичий помет используется в качестве удобрения крайне редко, поскольку требуется длительное время для развития микроорганизмов, разлагающих органическое вещество. По многим причинам птичий помет и свиной навоз относят к разряду опасных отходов. Ежедневное их образование на животноводческих фермах и птицефабриках достигает десятков тонн. Это значимый экологический фактор воздействия на окружающую среду [7].

В результате этого вокруг многих животноводческих и птицеводческих предприятий скапливается большое количество навозных и пометных масс, которые при правильном решении данной проблемы могут дать дополнительную прибыль, превращая хозяйства в безотходные производства.

Неудовлетворительное хранение и нерациональное использование навоза и помета не только наносит существенный вред окружающей среде, но и приводит к потере огромного количества необходимого для сельскохозяйственных угодий ценного органического удобрения.

Решение проблемы утилизации помета и других органических отходов антропогенного происхождения обеспечивает улучшение экологической обстановки окружающей среды и повышение плодородия почвы [11].

Для снижения негативного воздействия птичьего помета на природную среду специалисты ФГБУ «Центр агрохимической службы «Омский» совместно с сотрудниками сельскохозяйственных предприятий разрабатывают современные технологии применения органических удобрений.

Разработанные технологии позволяют в сельскохозяйственном производстве замкнуть цепочку круговорота веществ по схеме «поле – растение – потребитель – поле». При этом решается сразу несколько задач, связанных с использованием органических удобрений: сохраняется почвенное плодородие, решается проблема утилизации органических отходов и сохраняется экологическое равновесие природной среды.[1].

Нормы применения органических удобрений устанавливают на основе результатов агрохимического обследования полей, исследования органических удобрений и планируемого урожая культуры.

 

 

 

 

 

Заключение

 

Важнейшее направление в решении задачи устойчивого развития сельского хозяйства и всего агропромышленного комплекса — обеспечение простого и расширенного воспроизводства естественного плодородия почв. Пути реализации этого направления надо предусматривать при экологизации сельского хозяйства. В нее должны быть включены борьба с эрозией почв, применение органических удобрений, агролесомелиорация, культуртехническая мелиорация, травосеяние, известкование кислых почв, минимизация техногенного воздействия на почвы, почвозащитные технологии, биологические методы защиты растений, оптимальные севообороты, чистые пары и т.д.

Детальное обследование почв Омской области свидетельствует о благоприятной агроэкологической ситуации в отношении содержания в них тяжелых металлов.

Несмотря на низкий уровень содержания в почвах Омской области тяжелых металлов, благоприятную обстановку в отношении радионуклидов и остатков пестицидов в почвах и растительной продукции, необходимость агроэкологического мониторинга по этим и другим показателям очевидна, так как для принятия своевременных профилактических мер важно располагать системой раннего обнаружения изменений в природных экосистемах и агроландшафтах.

Применение безотходных биологических методов переработки органических отходов животноводства предотвращает возможность загрязнения продуктов питания вредными для человека веществами и способствует созданию экологически чистого сельскохозяйственного производства.

 

Список литературы

 

1. Беззубцев А.В., Шмидт А.Г. Использование птичьего помета в земледелии Омской области // Достижение науки и техники АПК. – 2013. №10 – С. 17-19.

2. Ермохин Ю.И., Гужулев Э.П., Сницарь А.Е. Познай свой дом и помоги природе и себе. – Омск: ГУИПП «Омский дом печати», 1998. – 264с.

3. Казюта Н.Р. загрязнение тяжелыми металлами разнотравья и сельскохозяйственных культур вдоль автотрасс // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы: Материалы Всесоюз. конф. – М., 1988. – С. 41-43.

4. Красницкий В.М., Аверина Г.Д. Становление и развитие агрохимической службы // На благо земли Омской: сб. материалов к 45- летию агрохимической службы / Под ред. В.М. Красницкого / ФГУ ЦАС «Омский». – Омск: Вариант- Омск, 2009. С. 17-31.

5. Красницкий В.М. Агроэкологическая оценка агроценозов: монография / ОмГАУ. – Омск, 2001. – 68 с.

6. Красницкий В.М. Оценка и прогнозирование техногенного загрязнения почв // ВесникОмГАУ. – 1999. - №2 – С. 31-35.

7. Красницкий В.М., Рейнгард Я.Р., Суренкова Т.Л., Бензова М.С. Деградация почв Западной Сибири и повышение их плодородия с помощью продукта переработки навоза: статья // Плодородие . – 2007. №2 – С. 1-4.

8. Методологические указания по проведению комплексного агрохимического обследования почв и сельскохозяйственных угодий. – М.: ЦНТИР Минсельхозпрома РФ, 1994. – 96 с.

9.Перспективы биотехнологий и экология // Экономика сельского хозяйства России – 2005 – № 8 – с. 30

10. Рыбак Л. Экологические проблемы животноводства // Агробизнес – Россия – 2005 – №12 – с. 17-20

11. ТремасовМ.Я., СергейчевА.И., Матросова Л.Е. Утилизация органических отходов сельскохозяйственных предприятий // Агробизнес – Россия – 2006 – №5 – с. 73-75

12. Фокин Н.Д. Проблема антропогенных загрязнений почв // Почвоведение. – 1989. - №10. – С. 85-93.