geolike.ru

Охрана и рациональное использование земельных ресурсов в Орловской области

В результате хозяйственной деятельности почва часто теряет свое плодородие, деградирует или полностью разрушается. Это происходит, когда деятельность человека является нерациональной, экологически необоснованной. Для предотвращения негативных экологических последствий воздействия человека на почву необходимо уделять внимание вопросам рационального использования и охраны почв.

Охрана и рациональное использование почв – это система мероприятий, направленных на защиту, улучшение и рациональное использование земель, увеличение плодородия почв и поддержания устойчивости биосферы в целом.

Земля и эффективность использования земельных ресурсов является весьма существенным критерием экологической устойчивости предприятий АПК. Главным условием организации любой земельной территории должна быть её сбалансированность и стабильное функционирование. Эколого-ландшафтная организация территории заключается в приближении искусственных экосистем к естественным (природным). При эколого-ландшафтной организации земельной территории главным критерием должно быть соотношение стабилизирующих (древесно-кустарниковые насаждения, сенокосы, пастбища, многолетние травы, водоемы) и дестабилизирующих (ежегодно обрабатываемая пашня, застроенные территории, дороги, овраги, свалки и участки с отходами производства) факторов. Решение задачи по оптимизации соотношения земельных угодий с экологической точки зрения заключается в увеличении доли первых с одновременным сокращением вторых. Современный подход к организации территории предполагает поиск гармоничного соотношения площадей всех угодий, которые бы способствовали саморегуляции ландшафта.

В Орловской области доля дестабилизирующих угодий составляет 83,4%, в том числе на пашню приходится 79,6% (по данным 2005 г.). Поэтому при разработке проектов структуры сельскохозяйственных угодий необходимо рационально сократить её за счет малоценных участков, которые целесообразно отводить под фитомелиорацию (постоянное залужение и облесение). Принимая в расчет экологические требования хозяйствам следует значительно сокращать размер пашни и увеличивать площадь природных кормовых угодий. Но для получения максимальной прибыли необходимо использовать под пашню как можно больше земли. Поэтому наиболее целесообразнее находить оптимальную структуру посевных площадей по компромиссному варианту, с применением трёх различных критериев: «максимальной прибыли», «минимальных затрат» и «максимальной экологической устойчивости». Это позволяет учесть как экологические, так и экономические требования. Данный вариант позволяет увеличить рентабельность производства в 3-4 раза, получить большую прибыль на серых лесных почвах в 4,4 раза, а на черноземах – в 11 раз. Таким образом, для совершенствования структуры сельскохозяйственных угодий необходимо поэтапное сокращение площади пахотных земель путем постоянного залужения низкопродуктивных участков (как правило, средне- и сильноэродированных, примыкающих к овражно-балочной системе, с крутизной склонов более 4-5˚). Одновременно следует расширять долю других природных средостабилизирующих угодий (леса, кустарники и лесополосы), то есть повышать устойчивость ландшафтов.

Изменяющиеся условия ландшафта способствуют формированию новых биоценотических связей структурных элементов среды обитания, их разнообразию и динамичности. Важным компонентом такого лесоаграрного ландшафта являются насекомые, видовой состав и численность которых существенно изменяется за счет перестройки трофических связей и зависит от видового состава лесных насаждений, сельскохозяйственных культур и разнообразия сорных растений в межполосных пространствах и на опушках лесных полос. Изменяющийся под воздействием лесных полос микроклимат оказывает влияние на местообитания как вредных, так и полезных насекомых. При наблюдении за полезной энтомофауной (мягкотелки, пауки, перепончатокрылые паразиты, божьи коровки и др.) прослеживается следующая закономерность: наибольшее их количество находится в лесной полосе, а не на прилегающих полях. Это свидетельствует о положительной роли лесной полосы как местообитания для полезных насекомых и источника, сдерживаемого распространение вредителей сельскохозяйственных культур. Таким образом, введение ландшафтных систем земледелия значительно повышает экологическую устойчивость агроландшафтов, расширяет их биологическую ёмкость и разнообразие.

Большое значение имеют мероприятия по защите окружающей среды и сельскохозяйственного производства от химического и микробиологического загрязнения. Огромный вред наносят разные загрязнители: пестициды, минеральные удобрения в высоких дозах, бесподстилочный навоз, горюче-смазочные материалы. Почва испытывает неблагоприятное воздействие в результате переуплотнения машинами, выпахивания подпочвы, распыления, пересушивания.

Решение этих проблем предполагает внесение коренных изменений в организацию ведения земледелия, существующую технологию выращивания сельскохозяйственных культур для получения экологически безопасных и биологически полноценных пищевых продуктов.

Необходимо восполнять элементы питания в основном за счет трех источников: различных органических удобрений, труднорастворимых минеральных веществ и азотфиксирующих растений. В обеспечении энергетическим материалом микрофлоры (следовательно, и в поддержании продуктивной способности почвы), в снабжении растений питательными веществами основная роль принадлежит органическим удобрениям. Критерием применения этих удобрений является норма внесения на 1 га севооборотной площади, обеспечивающая бездефицитный баланс гумуса в почве. При переходе к адаптивно-ландшафтной системе земледелия важная роль в пополнении запасов элементов питания отводится возделыванию и рациональному использованию сидеральных культур. Запашка сидератов (25-30 т/га) на месте произрастания равнозначна по эффективности внесению 20-30 т/га подстилочного навоза. Наилучшие результаты зеленое удобрение дает в центральных областях Нечерноземья. Здесь основными сидеральными культурами являются люпин однолетний и многолетний, редька масличная, рапс яровой и горчица белая. Свежая органическая масса зеленых удобрений стимулирует деятельность целлюлозоразлагающих и нитрофицирующих бактерий.

Для снижения потерь азота, предотвращения и снижения загрязнения сельскохозяйственных культур и водоисточников внесению удобрений должно предшествовать известкование почв, в результате чего снижается их кислотность и активизируется процесс восстановления нитратов. Целесообразно вносить минеральные удобрения в сочетании с органическими, использовать биологический азот.

В настоящее время хозяйство рассматривает вопрос о применении электронной карты полей, созданием которой занимается ФГУ Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Орловский». При этом будет проведен почвенный анализ почв, растительная и тканевая диагностика, определено на каких участках не хватает необходимых элементов питания растений и микроэлементов, а затем внесено точное количество необходимых веществ. Эффективное использование современных технологий точечного земледелия позволит сэкономить материальные средства хозяйства и получить вместе с тем высокие урожаи.

В борьбе с вредителями и болезнями большое значение придают механизму саморегулирования агросистемы. Решающее значение имеют севооборот и правильное чередование культур в нем, а также агротехнические приемы по уходу за растениями. Очень важно сбалансированное внесение удобрений, использование сидератных культур, смешанных посевов сельскохозяйственных культур, расширение посевов растений, устойчивых к вредителям и болезням, сохранение полезных организмов (энтомофагов) против вредителей растений, грибов, бактерий, вирусов, а также насыщение агрофитоценозов полезными организмами. При этом необходимо снижать плотность популяции вредных организмов до экономически безопасного уровня.

При правильном ведении земледелия непременными условиями успеха являются предотвращение заноса на поля новых семян сорняков, уничтожение имеющихся в почве жизнеспособных семян и органов вегетативного размножения сорняков, подавление и уничтожение растущих сорняков в посевах культур и естественных кормовых угодьях. В качестве предупредительных мер рекомендуются следующие:

- применение для посева тщательно очищенных от сорняков семян;

- скармливание животным отходов очистки семенного и продовольственного зерна и других продуктов с предварительной механической и термической обработкой;

- обкашивание участков, межей, обочин полей до обсеменения сорных растений;

- содержание в чистом состоянии всех сельскохозяйственных машин, особенно уборочной техники;

- рыхлое хранение навоза с целью уничтожения жизнеспособных семян сорняков при самосогревании;

- своевременная уборка зерновых культур на низком срезе (уменьшение высоты среза с 20 до 10-12 см сокращает количество осыпающихся семян сорняков примерно в 10 раз).

Фитосанитарная оптимизация посевов невозможна без агроэкологической оценки сорных растений. Необходимо изучать их адаптивные реакции на ландшафтные условия мест произрастания. Защита растений от сорняков должна базироваться на комплексном подходе, включающем помимо химических еще и агротехнические меры. Важным фактором защиты от сорных растений в системе адаптивно-ландшафтного земледелия является севооборот. Особое внимание следует уделять удельному весу многолетних трав и срокам их использования, так как сорняки вследствие значительных приспособительных реакций (семена их мелки и разнокачественны, растянутый период прорастания, наличие различных приспособлений для распространения семян) легко могут мигрировать.

В борьбе с сорняками применяют следующие высокоэффективные приемы:

- включение в севооборот пожнивных культур, обладающих способностью биологического подавления сорняков и оздоровления почвы;

- сочетание различных по глубине и интенсивности основных, предпосевных и междурядных обработок;

- применение специальных машин, использование мульчирующих веществ, соблюдение густоты стояния растений.

Основными требованиями, реализуемыми при подборе рабочих машин, являются энергосбережение, экономическая эффективность, обусловленная в первую очередь высокой производительностью машин и орудий, а также экологичность как показатель качества выполняемых технологических операций. Почвообрабатывающие машины и орудия должны обеспечивать эффективное уничтожение сорняков, особенно многолетних, благоприятное сложение пахотного и корнеобитаемого слоев почвы, повышать ее противоэрозионную устойчивость.

Критерием экологичности машин и орудий является уровень уплотняющего воздействия на почву по контактному давлению и расчетному напряжению на глубину 0,5 м.

Интенсификация сельскохозяйственного производства влечет за собой усложнение конструкций тяговых машин, повышение мощности их двигателей и увеличение массы. В связи с этим усиливается уплотняющее воздействие ходовых систем тракторов на почву. Кроме того, при выполнении комплекса технологических операций энергетические средства проходят по полю многократно – от 3 до 5 раз по одному и тому же месту, а на поворотных полосах – от 6 до 20 раз. Наиболее сильно уплотняются верхние плодородные слои почвы, глубина уплотнения достигает 0,6 м. Монтирование сдвоенных (тандемы) и строенных колес, использование широкопрофильных шин позволяет снизить давление на почву, но одновременно увеличивается общая площадь уплотнения. Особенно неблагоприятно использование колесных тракторов.

Представляет интерес совмещение в одном агрегате нескольких операций, минимализация обработки, мостовой способ земледелия, применение на тракторах пневмогусениц, увеличение опорных катков в ходовых системах, применение тракторов с регулируемыми грунтозацепами, электротракторов и другие наиболее вероятные направления развития конструкций тяговых машин, позволяющие в значительной степени решить эту проблему. При использовании колесных тракторов (К-701, МТЗ-80) следует снижать давление в шинах до минимально возможных значений.

Для практического осуществления противоэрозионных работ, прежде всего, требуется проведение ряда организационно-хозяйственных мероприятий. К ним относится правильная организация территории, в хозяйствах выделяют площади, в различной степени подверженные водной и ветровой эрозии, составляют почвенно-эрозионные планы, на которые наносят категории земель, подверженных водной и ветровой эрозии, для дифференцированного применения противоэрозионных мер.

Особо важную роль в защите почвы, как от склонового стока, так и от ливней играет растительный покров. Высокая плотность растительности обеспечивает также равномерное распределение снега на полях. Корневая система растений обусловливает противоэрозионную устойчивость, оструктуривание почвы. Отмершие части растений, их опад также способствуют снижению стока и, кроме того, улучшению жизнедеятельности микрофлоры и мезофауны, усилению биологической активности почвы.

Наиболее надежно закрепляют почву многолетние бобово-злаковые травосмеси. Они улучшают физические свойства почвы, а также обогащают ее азотом, фосфором, кальцием. Клубеньковые бактерии, развивающиеся на корнях бобовых трав, увеличивают содержание в почве азота фиксацией его из воздуха. Наиболее хорошо защищают почву от эрозии многолетние травы.

В настоящее время разработаны основные положения правил по сохранению и повышению плодородия почв. В соответствии с ними:

- пропашные культуры (сахарная свекла, подсолнечник, кукуруза, картофель) не размещают на склонах крутизной свыше 3˚;

- вспашка, обработка почв и посев сельскохозяйственных культур проводят только поперек склонов в направлении топографических горизонталей;

- залужение ложбин на стоке, строительство гидротехнических, противоэрозионных сооружений, посадка лесных насаждений осуществляются только в соответствии с проектом внутрихозяйственного землеустройства;

- смыв почв не должен превышать 2 т/га;

- не допускается снижение более чем на 10% содержания в пахотном слое основных показателей плодородия (гумуса и подвижных форм азота, фосфора и калия);

- проведение оценки почв с выявлением дополнительных уровней проявления деградационных процессов; эрозированности, кислотности, засоления, солонцеватости, переувлажнения;

- сельскохозяйственные земли использовать только по назначению, не должно быть бросовых, поросших сорняками и кустарниками;

- на землях резервного фонда должны вестись работы по рекультивации, окультуриванию с последующим вовлечением их в сельскохозяйственный оборот.

На эродируемых почвах важное значение имеет создание ветроустойчивого поверхностного слоя. Применение противоэрозионных орудий способствует задержанию снега на полях, улучшению структуры почвы и резкому снижению ветровой эрозии.

Рекомендуется проводить узкорядные и перекрестные посевы, так как равномерное распределение растений по площади обеспечивает надежную защиту почвы от эрозии.

На зяби для сокращения эрозионных процессов нужно создавать снежные валы поперек склона. Устраивают их снегопахами через 10-20 м. С этой же целью проводят полосное уплотнение снега поперек склона водоналивными катками ЗКВГ-1,4. Его рекомендуют также на посевах озимых и многолетних трав. Прикатывание снега на склонах увеличивает запас продуктивной влаги в среднем на 50 мм. Следует также указать на большую эффективность внесения удобрений на эродируемых землях, так как в результате применения всего комплекса противоэрозионных мероприятий резко снижается смыв почвы, а, следовательно, и внесенных в нее питательных веществ.

Загрязнение почвы пестицидами происходит при многолетнем применении их в растениеводстве, в местах хранения и прочих неблагоприятных условиях распределения таких ядохимикатов (склады, аэродромы сельскохозяйственного назначения, аварийные выбросы). Эффективность процесса самоочищения почвы от токсических веществ зависит от гумуса, так как он инактивирует продукты распада пестицидов. Однако сорбированные им соединения этих загрязнителей могут сохраняться длительное время и представлять постоянную угрозу другим компонентам экосистем.

Наиболее эффективными, экономически выгодными и экологически безопасными признаны биологические способы очистки. В аварийных ситуациях при интенсивном загрязнении почвы пестицидами целесообразно применять способы детоксикации, основанные на использовании штаммов микроорганизмов – деструкторов с одновременным внесением в почву активного угля.

Тяжелые металлы, поступающие в почву в высоких концентрациях, интенсивно влияют на биологические свойства почвы: уменьшается общая численность микроорганизмов, сокращается их разнообразие, изменяется структура микробиоценозов, снижается интенсивность основных микробиологических процессов, активность почвенных ферментов.

Основными источниками поступления тяжелых металлов в почву на территории хозяйства являются автотранспорт, минеральные и органические удобрения, атмосферные осадки. При загрязнении почв тяжелыми металлами можно применять ионообменные смолы, образующие хелатные соединения с металлами.

Почва занимает одно из первых мест среди компонентов окружающей среды как фактор передачи патогенных микроорганизмов по эпизоотической и эпидемической цепям. Основными экологическими факторами, определяющими жизнеспособность патогенных микроорганизмов в почве, являются температура, влажность, интенсивность и продолжительность инсоляции, рН и структура почвы, содержание в ней питательных и токсических веществ. Считается, что возбудители сибирской язвы, эмфизематозного карбункула, столбняка, газового отека, кишечных и других инфекций способны не только длительно сохраняться, но и размножаться в ней при определенных условиях. Адсорбированные почвой микроорганизмы могут входить в состав биоорганоминерального комплекса почвы и участвовать в микробиологических процессах этой среды или постепенно утрачивать жизнеспособность и деградировать. В естественном обеззараживании почвы участвует большое количество микроорганизмов и растений, воздействующих на чуждых для почвы микробов своими метаболитами.

Для обеззараживания почвы, загрязненной неспоровой (вегетативной формой) микрофлорой, рекомендовано на ее поверхность наносить 20% взвесь свежегашеной извести, раствор хлорной извести, содержащий 2% активного хлора, а также подогретые до 70-80˚С растворы ксилонафта (5%), гидроксида натрия (2%). При вирусных заболеваниях для дезинфекции почвы используют 4% раствор гидроксида натрия. Для дезинфекции чернозема на глубину 25 см при неспорообразующей микрофлоре применяют сухую хлорную известь из расчета 4,8 кг на 1 м² площади. При этом почву перекапывают. Надежное обеззараживание достигается через 10-12 суток. Ограниченные участки почвы, обсемененные споровыми формами сибирской язвы на глубину до 40 см, можно обрабатывать смесью этилена и бромистого метила под синтетической пленкой (1 кг при экспозиции 5 суток или 0,5 кг при экспозиции 10 суток). Участки поверхности почвы, где пало животное, обеззараживают термическим способом, т.е. сжигают солому или обжигают их пламенем паяльной лампы.