Рост орошаемых земель. Экологические проблемы

     При органическом сельском хозяйстве поддержание  почвенного плодородия и возврат  в почву вынесенных с урожаем  элементов питания достигается  по большей части благодаря использованию  органических удобрений. При этом, внимание уделяется созданию условий для функционирования почвенной биоты, в особенности, микроорганизмов, разрушающих органические соединения и высвобождающие элементы питания растений. В качестве удобрений могут использоваться такие вещества, как костная и кровяная мука, различные минералы (фосфаты, карбонаты) [6].

     Для борьбы с сорняками и вредителями  применяются биологические методы: внесение естественных врагов и специфических  патогенов. Также применяются севообороты, составленные с учётом цикла развития вредителя, обработка почвы, приводящая к уничтожению сорной растительности или глубокой заделке их семян.

     Быстрорастворимые минеральные удобрения и пестициды  запрещены.

     В животноводстве признаком органического  сельского хозяйства является «видосоответствующее содержание животных»: отказ от круглогодичного стойлового содержания, обязательный выпас скота, неиспользование синтетических кормовых добавок и гормонов, превентивное использование антибиотиков также запрещено [5].

     Органическое  хозяйство использует очень ограниченное количество удобрений, пестицидов, гербицидов и большинство из них очень  неэффективно. Например, органические фермы активно используют сульфат меди, это практически единственный допустимый в органическом хозяйстве пестицид. Однако он в три раза более токсичен, чем используемые в обычных хозяйствах «неорганические» каптан или пираклостробин. Органические хозяйства также используют высокотоксичный пиретрин, применяют серу и опрыскивают растения техническими маслами, чтобы бороться с насекомыми. Поскольку все эти вещества менее эффективны, чем современные химикаты, то они применяются в органическом хозяйстве чаще, чем обычные пестициды, гербициды и инсектициды и в больших количествах. Ущерб, наносимый природе органическим хозяйством с учетом концентрации, объемов и частоты применения этих веществ может быть в десятки раз выше, чем от обычного хозяйства. В яблоках, выращенных на органической ферме, может содержаться в 1,6 раза больше остатков пестицидов, чем в обычных яблоках [6].

     Также исследования Университета Миннесоты  показывают, что вероятность заразиться сальмонеллёзом от овощей, выращенных на органическом поле, в несколько раз выше, чем риск заражения от обычных овощей, так как используемый для удобрения в органических хозяйствах навоз является благоприятной средой для размножения болезнетворных микроорганизмов [5]. 
 

     Сельскохозяйственная  радиобиология

     Сельскохозяйственная  радиобиология - одно из направлений радиобиологии в виде радиационно-биологической технологии (РБТ) в животноводстве, ветеринарии и других отраслях сельского хозяйства. Целью является стимуляция хозяйственно полезных качеств у сельскохозяйственных животных и птиц под действием малых доз внешнего облучения, стерилизации ветеринарных биологических и лекарственных препаратов, биологических тканей, полимерных изделий, шовных и перевязочных материалов, консервирования пищевых продуктов и обеззараживания сырья животного происхождения и отходов сельскохозяйственного производства (навозные стоки). Наряду с этим, ведется разработка и использование методов радиоактивных изотопов в животноводстве и ветеринарии для изучения физиологии и биохимии животных, диагностики болезней и с лечебной целью, в селекционно-генетических исследованиях [5].

     Технология  земледелия без вспашки

     «Пермакультура» (от англ. permaculture — permanent agriculture — «Перманентное сельское хозяйство») — подход к проектированию окружающего человека пространства, а также система ведения сельского хозяйства, основанные на взаимосвязях, наблюдаемых в естественных экосистемах. Основой пермакультуры является грамотный дизайн компонентов, из которых строится конкретная система (огород, приусадебный участок, парк, экопоселение и т.д.). Грамотность такого дизайна определяется достаточным знанием о свойствах и особенностях каждого составляющего (плодовые деревья, хозяйственные постройки, зелёные изгороди, пруды и т.д.) и умением установить связи между ними таким образом, чтобы повысить эффективность их обслуживания человеком, соответственно уменьшить трудозатраты на обслуживание [6].

     Земледелие  без вспашки — метод органического садоводства. Одним из первопроходцев был Масанобу Фукуока с 1938-го года, давший толчок развитию пермакультуры. Этот метод также пропагандировали австралийка Эстер Дин и американец Рут Стоут в книге «Садоводство без труда» (Gardening Without Work) [5].

     Метод принимает во внимание то, что все микро- и макро- биоорганизмы составляют пищевую цепочку в почве, необходимую для нормального обмена питательными веществами. Растения производят углерод для почвы, где происходит её минерализация вследствие чего растения и развиваются

     В то время вспашка, которая является хорошим способом для удаления сорняков, может стать причиной того, что семена будут долго оставаться глубоко под землёй и пройдёт много времени прежде чем они достигнут верхнего слоя. Глубокая вспашка разрушает пористую структуру почвы, нарушает равновесие симбиотических связей, смешивает плодородный верхний слой с нижним, затрудняя доступ воды и кислорода к корням, что мешает процессу разложения и образования питательных веществ. 

     Органический  материал (перегной, компост, удобрения  из листьев и грибов, старой соломы и т. д.) добавляется в почву  на глубину 5-10 сантиметров, где дальше образованию питательных веществ  помогают черви, насекомые и микроорганизмы. Черви роют туннели, через которые  кислород и вода поступает к корням (аэрация и дренаж), а их выделения  слепляют мелкие частицы почвы. Эта  природная биосфера хорошо сохраняется, и однолетние растения питаются от верхнего плодородного слоя. Влага  лучше удерживается под мульчей, чем на голой земле, и так земля получает больше питательных веществ [5].

     Мульчи́рование

Мульчи́рование — поверхностное покрытие почвы мульчой (нем. Mulch). Мульчирование является одним из наиболее эффективных способов поддержания здоровья растений. Мульчирование помогает в борьбе с сорняками — слой в 5—7 сантиметров сокращает рост сорняков в несколько раз. Мульча создаёт в междурядьях тень, которая также мешает развитию сорняков. При использовании мульчирования значительно сокращается испарение влаги из почвы и, как следствие, снижается частота поливов. Верхний слой почвы будет всегда рыхлым — рыхление можно проводить реже [6].

     В качестве органической мульчи используется скошенная трава, сено, солома, листья, кора, опилки, а также резаная бумага и картон. Полностью разложившийся компост без семян сорняков тоже применяется при мульчировании.

     Применяют также неорганическую мульчу — резаную  резину, пластик, камень, гравий, песок. В последнее время применяют  и другие материалы — геотекстиль, и другие нетканые материалы, которые изготавливают из полипропиленовых волокон термоскреплённым способом (каландрированием); технический углерод, введённый в структуру волокна, поглощает большую часть лучей солнечного спектра, по этой причине сорняки, находясь под материалом, не получают достаточного количества света и погибают (Рис. 3 и Рис. 4). 

     Рисунок 3. Мульчирование приствольных кругов деревьев хвойным опадом

     Рисунок 4. Мульчирование гряд пластиковой плёнкой

     Положительные стороны при применении мульчи:

• сохраняет в почве воду;
• уменьшает количество сорняков;
• предотвращает перегрев почвы летом и промерзание зимой;
• помогает предотвратить попадание брызг, содержащих возбудителей болезней, с почвы на растения при поливе и дожде;
• предотвращает эрозию почвы;
• предотвращает образование корки на почве, что улучшает впитывание воды в почву;
• сохраняет рыхлость почвы;
• замульчированные растения образуют больше придаточных корней [5].

ЭМ-технология

     Все методы и приемы управления состоянием почвы с помощью эффективных микроорганизмов являются предметом ЭМ-технологии.

     Полезные  микроорганизмы способствуют повышению плодородия почвы, увеличению качества и количества выращенного урожая. В свою очередь, вредные микроорганизмы приводят к болезням и гибели растений, ухудшению качества урожая.

   Подробная классификация полезных микроорганизмов  была предложена доктором Теруо Хига, профессором садоводства университета Риукиус, Окинава, Япония. Он определяет полезные микроорганизмы как «эффективные микроорганизмы» (ЭМ). Именно они должны служить регулятором для сдвига естественного микробиологического равновесия в почве в пользу полезных микроорганизмов, в сторону улучшения состояния почвы, повышения ее плодородия. Эти микроорганизмы тормозят или ограничивают размножение патогенных почвенных микроорганизмов до уровня, когда их деятельность будет сведена к минимуму и нейтрализована. ЭМ-технология способна обеспечить в кратчайшие сроки регенерацию самых бедных почв. Увеличение урожайности, достигнутое с ее применением, стабильно, поскольку происходит оно в естественном, спонтанном, самоподдерживающемся процессе почвенного синтеза. При внесении затравки необходимо позаботиться, чтобы эффективные микроорганизмы успешно адаптировались в почве. Поэтому даже небольшое внесение органики для продуктивной активности ЭМ-препарата неизбежно ведет к полезному изменению состава бедных почв [6].

         Положительные стороны  применения ЭМ-технологии:

• эффективное восстановление плодородия почвы;
• оздоровление сельскохозяйственных культур;
• повышение морозоустойчивости растений;
• значительный экономический эффект при выращивании зерновых и овощных культур;
• сдерживание размножения вредных микроорганизмов;
• экономия удобрений, сокращение необходимого количества ядохимикатов;
• получение экологически чистых продуктов питания [5].

Минимальная обработка почвы  и технология с  нулевой обработкой почвы

     Минимальная обработка почвы, в сравнении с традиционной, позволяет снизить интенсивность механического воздействия почвообрабатывающих машин на почву и уплотняющее воздействие их ходовых систем, сократить количество проходов агрегатов по полю. После уборки предшественника вносят минеральные удобрения.

     Технология  с нулевой обработкой почвы предусматривает  прямой посев в почву, предварительно обработанную гербицидами. Однако возможны и другие варианты, когда, например, в весенний период при достижении физической спелости почвы по стерне проводят посев стерневой сеялкой  одновременно с внесением стартовой  дозы удобрений. Технология также предусматривает  обработки посевов гербицидами, а при необходимости - инсектицидами. Вспашка и культивация при  нулевой обработке почвы отсутствуют, интенсивнее используются средства защиты растений. Производственный и экспериментальный опыты показывают, что при соблюдении технологии минимальная обработка почвы в соответствующих почвенно-климатических условиях обеспечивает практически равный урожай зерновых в сравнении с традиционной вспашкой, и она в два раза менее энергоемка (расход горючего на гектар пашни снижается на 10-15 кг), что экономически весьма выгодно, особенно в условиях высоких цен на энергоносители [6].

     При нулевой обработке почвы необходимо учитывать особенности и свойства почвы, а именно, устойчивость ее к  уплотнению, дренированность, содержание гумуса и подвижных форм питательных веществ; необходимо предусмотреть более высокие затраты на химические средства защиты растений от сорняков, вредителей и болезней.

     Заключение