Материал: Сучасний стан галузі рослинництва та її вплив на навколишнє середовище

Питання ці досить складні, і в конкретних умовах їх треба вирішувати лише на основі глибокого й детального вивчення біології шкідників, хвороб і бур'янів, можливих антагоністів-ворогів, яких багато серед рослин і в тваринному світі (комах, жуків тощо).

Особливе значення має сівозміна. У процесі чергування культур на полі щоразу створюється зовсім інше середовище, яке характеризується важко передбачуваними зв'язками ентомофагів з фітофагами, одних видів і рас бактерій і грибів з іншими, часто збіднюється видовий склад нейтральних фіто- й ентомофагів.

В останні роки в Україні поширилось застосування високоефективних пестицидів. Їх вносять малими дозами, проте це не означає, що екологічна шкода від них зменшується. Навпаки, порівняно з раніше застосовуваними препаратами вона навіть збільшується.

Слід зазначити, що ні кількість бур'янів, ні кількість хвороб і шкідників на посівах після застосування препаратів майже не зменшується, а лише відселектовуються більш шкідливі, стійкі і агресивні види та популяції. Так, дослідження Запорізької обласної сільськогосподарської дослідної станції (І. В. Бадулін) показали, що під час цвітіння в травостої на 1 га було виявлено близько 2 млн комах, з яких до 500 тис. шкідливих, решта - корисна ентомофауна. Зауважимо, що у процесі запилення люцерни крім диких і медоносних бджіл бере участь близько 40 видів комах інших видів. При застосуванні пестицидів, які потрапляють у ґрунт, воду, на рослини і тварин, розмноження корисної для культур ентомо- і фітофауни вже не стимулюється природними механізмами. Це призводить до того, що знищуються не шкідники, а їх природні вороги.

За цих умов обробіток угідь пестицидами може сприяти появі нових шкідників.

Однією з причин широкого застосування пестицидів є так званий «силовий символізм» - очевидна негайна дія пестициду, тоді як альтернативні методи боротьби з шкідниками вимагають комплексного підходу і не дають швидкого видимого ефекту. Проте саме вони можуть забезпечити реальне очищення полів від бур'янів, хвороб та шкідників, бо передбачають використання біологічних природних факторів.

Шкідливість пестицидів значною мірою зумовлюється їх застосуванням без урахування потенційної шкоди від бур'янів, шкідників чи хвороб у певному сезоні на конкретному полі. Не складаються також прогнози дійсної загрози від шкідників, хвороб і бур'янів. Звичайно, не можна заперечувати швидку дію і високу ефективність хімічних засобів. Тому навіть у майбутньому при широкому застосуванні агротехнічних та біологічних методів захисту рослин можуть виникати ситуації, коли треба буде вжити негайних і рішучих заходів, застосовуючи хімічні засоби, наприклад, при епізоотії метелика лучного, совки люцернової, а в південно-східних районах - сарани. За звичайних же умов бажано більше застосовувати біометоди, у тому числі проти зазначених та інших шкідників, зокрема проти бурякового довгоносика сірого, який може бути знищений грибними принадами. Наприклад, гриб мускардина, який уражує травний канал довгоносика у дощову погоду, призводить до масового його знищення. За даними О. В. Яблокова (1988), у світі близько 500 видів комах і кліщів, стійких проти одного або кількох пестицидів, і понад 10 видів, стійких проти всіх без винятку. За прогнозом учених, до 2020 р. всі основні шкідники і збудники хвороб та бур'яни можуть стати стійкими проти пестицидів.

2.4 Заходи боротьби зі шкідливим впливом на навколишнє середовище

Протиерозійні заходи.

Одне з провідних місць у зменшенні водної та вітрової ерозії грунтів

займають грунтозахисні прийоми обробітку грунту, які умовно поділяються на 2 групи: загальні та спеціальні. До загальних відносяться оранка впоперек схилу, плоскорізний обробіток, чизельний та ін., а до спеціальних - лункування, перервне борознування, створення мікролиманів, обвалування, щілювання, кротування, грунті поглиблення, глибоке смугове розпушення та ін. Деякі господарства здійснюють перехід до контурно-меліоративного землеробства, яке спрямоване на усунення порушень водного режиму території через ерозію. При проходженні через захисні смуги лісонасаджень вміст біогенних речовин у водах поверхневого стоку з ріллі знижується в середньому в 4-5 разів. Рекомендуються заходи щодо підвищення протиерозійної стійкості грунтів, які полягають головним чином у створенні оптимального розміру водостійких агрегатів і їх зчеплення. Цього можна досягти шляхом внесення органічних і мінеральних добрив, посівом багаторічних трав, штучним структуруванням грунту. Зменшення іригаційної ерозії грунтів при внесенні добрив здійснюється за рахунок створення більш потужної вегетативної маси рослин. Використання багаторічних трав сприяє зміцненню грунту кореневою системою, збагаченню її азотом, сприяє покращенню структури грунту. Крім того, за рахунок густого травостою також знижується поверхневий стік. Застосування полімерів-структуроутворювачів - більш радикальний спосіб. Тривалість їх дії може бути до 6 років. Структуроутворювачі готуються на основі поліакрилатів, латексу, поліетиленаміду, бітумної емульсії, полівінілацетату тощо. Норми витрати від 100 до 400 і 1000 кг/га.

Шляхи запобігання забрудненню добривами.

Слід вносити оптимальні дози добрив у сівозміні і під кожну с/г культуру. Системи удобрень повинні мати оптимальне співвідношення поживних елементів з урахуванням вимог культури, наявності рухомих форм поживних елементів у грунті і особливостей клімату. Слід обирати правильні строки внесення добрив із врахуванням біологічних особливостей культури, властивостей грунту, кліматичних особливостей зони, а також форм добрив. Осушені грунти краще використовувати під культури суцільного посіву чи залужувати. В умовах зрошення дуже важливо дотримуватись науково обгрунтованих доз, строків і форм внесення добрив. У сівозміні треба прагнути, щоб максимальний період на рік рілля була зайнята культурними рослинами. У посушливих степових районах доцільні чисті пари.

Важливо в сівозміні використовувати пожнивні і підсівні проміжні культури, що істотно знижує втрати поживних елементів.

Екологізація захисту рослин.

Потенційна небезпека пестицидів, їх накопичення у довкіллі викликає необхідність пошуку нових захисних заходів. Такими є інтегровані системи захисту рослин, що мають природоохоронну спрямованість.

Агротехнічний метод. Чергування культур у сівозміні може бути побудоване таким чином, щоб погіршити харчування шкідників і розвиток хвороб чи зробити його неможливим. Значення добрив у боротьбі зі шкідниками полягає в наступному: використання добрив для безпосереднього знищення шкідників; погіршення умов харчування шкідників на рослинах; зміна темпів росту і розвитку рослин; збільшення стійкості рослин до пошкоджень і ураження хворобами. Обробітком грунту можна досягти як безпосередньої загибелі грунтових шкідників, так і різкого зниження їх розмноження, виживання і зменшення їх чисельності і шкідливості.

Очищенням і сортуванням насіння досягають значного зниження шкідників, що розвиваються 360 всередині насіння, а також ряду збудників хвороб. Наступна інкрустація насіння знижує необхідність застосування пестицидів у період вегетації. Покращенню фітосанітарного стану посівів сприяє виконання основних робіт у кращі агротехнічні строки. Обов’язковим є знищення бур’янів, які сприяють посиленому розмноженню багатьох шкідників і розвитку хвороб. Різко знизити пошкодженість ряду культур шкідниками можна за допомогою просторової ізоляції їх від територій, де відбувається накопичення і розмноження шкідливих організмів. Використання стійких сортів і гібридів с/г культур сприяє скороченню затрат на захист рослин.

Біологічний метод регуляції чисельності шкідників розвивається в двох напрямках. Перший пов’язаний із розробкою прийомів, що враховують і підвищують активність природних ресурсів корисних організмів. До цього напрямку відноситься визначення рівнів ефективності ентомофагів з метою скорочення обсягів застосування пестицидів, розробка окремих агротехнічних прийомів, що сприяють активізації корисних організмів, застосування токсичних речовин з мінімальним негативним впливом на ентомофагів і ін. Другий напрямок пов’язаний із створенням і застосуванням активних засобів біологічної боротьби зі шкідниками і хворобами. До них відносяться біологічно активні речовини, мікробіологічні препарати, хижі і паразитичні членистоногі, яких розводять у промислових масштабах тощо.

Раціональне застосування хімічного методу. Для боротьби зі шкідниками поряд з отрутохімікатами починають застосовуватись хімічні засоби іншого характеру дії. Репеленти мають відлякуючу дію і використовуються для запобігання нападу шкідників на рослини. Атрактанти, навпаки, приваблюють шкідників часто з дуже великих відстаней, чим полегшують наступне знищення особин, що скупчилися на обмеженій площі. Зараз синтезовані сполуки, при розпаді яких утворюються нетоксичнізалишки: амінокислоти, гліколієва, фосфорні кислоти. Це в основному фунгіциди, серед яких беноміл і хлоронеб найбільш перспективні. Одержує широке розповсюдження синтез пестицидів четвертого покоління - речовин, що впливають на розмноження, розвиток і ріст комах. Одним з напрямків запобігання негативним наслідкам застосування пестицидів є регламентація їх застосування на с/г культурах.

Механічний метод боротьби трудомісткий, тому використовується переважно у найбільш інтенсивних галузях рослинництва чи тоді, коли неможливі більш досконалі методи боротьби. Існують такі різновиди механічного методу: влаштування перешкод, збір і знищення шкідників, приманки, ловчі пояси. Фізичний метод застосовують головним чином для боротьби зі шкідниками в період зберігання врожаю шляхом охолодження, іонізуючого випромінювання, сушіння та ін.

Методи очищення і утилізації гнойових стоків. Очищення стічних вод здійснюють механічними і біологічними методами. Найбільш розповсюджені на практиці пристрої для механічного розподілу рідкої і твердої фракцій - відстійники. В залежності від конструктивного виконання вони можуть бути вертикальними, радіальними, комбінованими - металевими чи залізобетонними. Осад, що виділяється із стічних вод, періодично чи безперервно видаляють з відстійників під гідравлічним тиском, гідроелеваторами, насосами, грейферами чи спеціальними скребками.

Біологічні методи знезараження стічних вод грунтуються на біохімічному окисленні органічних речовин і знищенні патогенних мікроорганізмів активним мулом чи плівкою. Мікроорганізми, що містяться в субстраті, в присутності кисню переводять органічні речовини в мінеральні сполуки.

Відроблена і відмерла плівка змивається протікаючою стічною водою і виноситься з біофільтру. Процеси окислення та інактивації протікають в біофільтрах, аеротенках, біоставках, на полях зрошення і фільтрації.

Біотехнологія переробки відходів тваринництва. Енергія, що міститься в рослинних кормах, використовується с/г тваринами з низьким коефіцієнтом засвоєння. Так, в організмі корови в результаті складних біохімічних процесів рослинні корми трансформуються в органічні речовини тіла тварини, молоко, м’ясо, шкіру і т.п. При цьому в продукти тваринництва переходить лише 16,4% всієї енергії рослиннних кормів, 25,6% енергії витрачається на перетравлювання і засвоювання. Куди ж подівається більша частина (58%) енергії кормів? Вона переходить у гній. Енергетичну цінність і поживність для рослин гною підвищує і неповноцінність для тварин зернового білка, внаслідок чого значна частина концентрованих кормів іде транзитом у гній. Отже, високий енергетичний потенціал гною дозволяє використовувати його як харчовий субстрат для інших організмів, які потім можна використовувати на корм тваринам, для одержання пального, а також для обігріву приміщень. Наприклад, куча спресованого гною, покрита теплоізольованим дерев’яним коробом з пластмасовими теплообмінними трубами на стінках, за даними німецьких вчених, перетворюється в ТЕЦ. Гній від 50 свиней в 15- градусний мороз опалює приміщення в 20 м, а влітку нагріває 1200 л води на добу. Один із шляхів раціонального використання енергії рідкого гною тваринницьких ферм - його метанове зброджування, при якому знешкоджуються стоки, утворюється біогаз (метан) і зберігається гній як органічне добриво.

2.5 Основні заходи поліпшення екологічних умов на полях

У сучасних умовах для отримання якісної продукції рослинництва недостатньо застосування технологій, вільних від надмірної хімізації. Необхідні також чисте повітряне середовище, відсутність шкідливих викидів промислових підприємств, автомобільного транспорту та ін.

Рослини засвоюють з ґрунту лише ті поживні речовини, які їм потрібні. Однак за надлишкових концентрацій шкідливі елементи й хімічні сполуки з ґрунту потрапляють у рослини, зерно, корми. Саме тому стічні води підприємств, міст, великих тваринницьких ферм і комплексів слід очищати, а найбільш шкідливі підприємства (зокрема АЕС, хімічні заводи та ін.) - переводити на замкнутий цикл водоспоживання.

Велике значення має оптимальна система азотного живлення рослин. Надмірна концентрація рухомого азоту (понад 6-8 мг/кг ґрунту) може призводити до підвищення вмісту нітратів у рослинах, що погіршує якість урожаю. Слід зазначити, що органічні добрива, які вносять в надмірних кількостях (понад 16 - 17 т/га сівозміни), як і мінеральні, спричинюють нагромадження нітратів та інших шкідливих сполук у продукції рослинництва. Крім того, надмір гною може бути джерелом забруднення землі важкими металами.

Перед внесенням органічні добрива треба знезаражувати, очищати від насіння бур'янів, визначати їх хімічний склад.

Не можна вносити надмірні дози калійних і особливо фосфорних добрив, оскільки це може призвести до підвищення радіоактивного фону на полях у десятки разів. Так, суперфосфат іноді містить багато важких металів, зокрема урану.

Гній слід знезаражувати термічно, мул і сапропель - тривалим витримуванням у штабелях, компостуванням з негашеним вапном, аміаком рідким синтетичним, аміачною водою тощо.

Норми внесення різних відходів і компостів слід оптимізувати залежно від допустимих концентрацій важких металів у ґрунті.

Недоцільно вносити свіжий і рідкий гній без його знезараження. На 2 - 3 поля сівозміни треба мати спеціально побудовані польові гноєсховища, в які гній вивозять безпосередньо з ферм. З рідкого гною і сечовини, фекальних відходів, використовуючи торішню солому, в цих гноєсховищах можна готувати високоякісні органічні добрива.

Інші заходи поліпшення екологічних умов середовища на полях. До заходів, які поліпшують екологічну умови на посівах польових культур, належить насамперед раціональна система удобрення, яка значною мірою запобігає потраплянню надлишку поживних речовин добрив, зокрема нітратів, у навколишнє середовище, особливо в ґрунтові води.

Негативним екологічним фактором є безсистемний полив на зрошуваних землях, особливо надмірними поливними нормами (понад 300 - 400 /га). Наслідком є ерозія ґрунту, змивання і вимивання добрив у його нижні горизонти, звідки підземним стоком вони потрапляють у водойми; збіднення верхнього шару ґрунту на кальцій, зміна співвідношення катіонів у вбирному комплексі і, як наслідок, - погіршення вбирної здатності ґрунту та ін.

2.6 Альтернативні хімічні засоби захисту рослинництва

В інтегрованій системі захисту рослин поряд з хімічними вже давно застосовують біологічні й агротехнічні методи боротьби з шкідниками і хворобами. В сучасному рослинництві вони повинні набрати набагато більшого поширення.

Біологічні методи захисту рослин від шкідників і хвороб, пов'язані з пошуком антагоністів, гіпер- або суперпаратизів збудників хвороб, біофунгіцидів (антибіотиків), продуцентів мікроорганізмів з невисокою токсичністю для теплокровних. Велике значення мають екстракти з вищих рослин, збудників хвороб з послабленою патогенністю або з гіповірулентних штамів різних бактерій, які можна використати для вакцинації рослин та інших об'єктів (М. М. Гольшин, 1992). До них належать і речовини-імунізатори (системні псевдофун-гіциди), або еліситори, які сприяють підвищенню стійкості рослин проти хвороб.

Заслуговують на увагу системні фунгіциди з низькою токсичністю для теплокровних, нешкідливі для навколишнього середовища, які водночас є досить конкурентоспроможними щодо хімічних препаратів, а також комбіновані фунгіциди з широким спектром дії. Всі ці засоби і заходи повинні поєднуватися із стійкістю того чи іншого сорту проти шкідників, хвороб, бур'янів, посилювати її або діяти паралельно. Однак кожний з цих напрямів має свої переваги і недоліки. Є певні труднощі у застосуванні біометодів. Так, підібрані антагоністи не мають достатнього спектра дії, зокрема діють лише на 1 - 2 хвороби чи 1 - 2 шкідників. Часто заходи, які дають позитивні результати в лабораторних умовах, виявляються неефективними в польових. Крім того, важко заготовити достатню кількість препаратів, екстрактів, гіперпаразитів. Незважаючи на зазначені труднощі, вже є певні успіхи в пошуках антагоністів, гіперпаразитів, екологічно нешкідливих антибіотиків і синтетичних інсектофунгіцидів. Так, за даними М. М. Гольшина, для захисту картоплі від парші і мокрої бактеріальної гнилі перспективні деякі бактерії, наприклад, ахіне-тобактер (Achinetobacter), альтернарія СП (Alternarya) можна використовувати проти септоспоріозу колосся пшениці. Багато різних бактерій можна застосовувати для боротьби з кореневими гнилями. Те саме стосується і антибіотиків, біопрепаратів. Наприклад, ризо-план можна використовувати для захисту ячменю від кореневих гнилей; хітозан (УЕА), який міститься в багатьох фітопатогенних грибах, - для протруювання насіння кукурудзи, люцерни, ріпаку; диметоторф - проти фітофторозу картоплі; диніконазол - проти листкових плямистостей, борошнистої роси, парші та іржі кукурудзи, пшениці, ячменю, кормових буряків; діетофенкарб- проти церкоспорозу буряків.