Зеленая революция и ее последствия значение и экологическая роль применения удобрений и пестицидов
Обновлено: 05.10.2024
Зелёная революция — комплекс изменений в сельском хозяйстве развивающихся стран, имевших место в 1940-х — 1970-х годах и приведших к значительному увеличению мировой сельскохозяйственной продукции. Включал в себя активное выведение более продуктивных сортов растений, расширение ирригации, применения удобрений, пестицидов, современной техники.
Одной из проблем человеческого общества на современном этапе развития является необходимость увеличения производства пищевой продукции. Это связано с увеличением численности населения планеты и истощением ее почвенных ресурсов.
Временные положительные результаты повышения производства зерновых культур были достигнуты в третьей четверти XX в. Их удалось добиться в странах, где значительно увеличилось расходование энергии, применялись прогрессивные формы агротехники, использовались минеральные удобрения. Повысились урожаи пшеницы, риса, кукурузы. Были выведены новые высокоурожайные сорта растений. Произошла так называемая зеленая революция. Эта революция не коснулась стран, не обладающих достаточным объемом необходимых ресурсов.
Широкое применение органических удобрений стало возможным вследствие увеличения объемов их производства.
Объекты производства и хранения удобрений и пестицидов внесли свой весомый вклад в копилку загрязнений биосферы.
Повышение человеком продуктивности экосистем привело к увеличению затрат на поддержание их в стабильном состоянии. Но существует предел такого увеличения до момента, когда оно станет экономически невыгодным.
Зелёная революция позволила не только прокормить увеличивающееся население Земли, но и улучшить его качество жизни. Количество калорий в потреблённой за сутки пище возросло в развивающихся странах на 25%.
В то же время из-за широкого распространения минеральных удобрений и пестицидов возникли проблемы экологического характера. Интенсификация земледелия нарушила водный режим почв, что вызвало масштабное засоление и опустынивание. Препараты меди и серы, вызывающие загрязнение почвы тяжёлыми металлами, к середине XX века были заменены ароматическими, гетероциклическими, хлор- и фосфорорганическими соединеними (карбофос, дихлофос, ДДТ и др.) [2] . В отличие от более старых препаратов эти вещества действуют в более низкой концентрации, что позволило снизить расходы на химическую обработку. Многие из этих веществ оказались устойчивыми и плохо разлагались биотой.
Показательный пример — ДДТ. Это вещество было найдено даже у животных Антарктиды [3] , в тысячах километров от ближайших мест применения этого химиката.
Зелёная революция способствовала глобализации и захвату рынков семян, удобрений, пестицидов и сельхозтехники развивающихся стран американскими компаниями.
Пестициды использовались и раньше, это были т.н. пестициды первого поколения – токсичные неорганические вещества, в состав которых входили мышьяк, цианид, некоторые тяжелые металлы, например ртуть или медь. Они обладали низкой эффективностью и не спасали от катастрофических потерь урожая, таких, как поражение фитофторой картофеля почти во всей Европе в середине XIX в., что стало причиной массового голода. Кроме того, эти пестициды так изменяли минеральный и биотический состав почвы, что в некоторых местах она до сих пор остается бесплодной.
На смену им пришли пестициды второго поколения на основе синтетических органических соединений. Особую роль среди них сыграл ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан). Изучением свойств этого вещества еще в 1930-е гг. занимался швейцарский химик Пауль Мюллер.
ДДТ оказался веществом, чрезвычайно токсичным для многих насекомых-вредителей, относительно безвредным, как казалось, для человека и других млекопитающих, стойким (с трудом разрушался и обеспечивал продолжительную защиту от насекомых-вредителей) и сравнительно дешевым в производстве. ДДТ оказался эффективен и в борьбе с насекомыми, переносящими инфекцию. Благодаря повсеместному применению ДДТ, организованному Всемирной организацией здравоохранения при ООН (ВОЗ), заметно сократилась смертность от малярии, были спасены миллионы жизней.
Широкое применение пестицидов в конечном итоге не обеспечивало стабильности урожая и нередко приводило к противоположному эффекту: насекомые-вредители быстро вырабатывали невосприимчивость к химикатам и начинали вновь активно размножаться, поскольку яд снижал численность и их естественных врагов – насекомых-хищников и паразитов. Ядохимикаты наносили серьезный урон биологическому разнообразию, ведь определенное количество сорняков среди культурных растений биологически необходимо.
Кроме того, пестициды пагубно влияют на здоровье в первую очередь сельского населения, людей, занятых на сельскохозяйственных работах. По оценкам ВОЗ, они до сих пор ежегодно уносят жизни 20 тыс. человек и вызывают отравление у миллионов людей, главным образом в развивающихся странах.
3. Загрязнение биосферы ядохимикатами.
4. Нарушение природного равновесия экосистем.
5. Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов.
· технизации сельского хозяйства (использование машин и техники);
· применение искусственного выведения сортов растений и животных;
· химизация (использование удобрений и ядохимикатов);
· мелиорация (расширение орошаемых земель).
В результате этой революции урожайность зерновых культур возросло в 2-3 раза и вдвое увеличился ассортимент продукции. Более половины пищевых продуктов, которые производятся сейчас, до 1950г. не производилось. Некоторые из развивающихся стран, например Индия, стали удовлетворять свои потребности в зерне путем собственного производства.
Во-первых, резко возросла энергоёмкость сельского хозяйства, на нужды которого расходуется примерно 12% мирового производства нефти.
Во-вторых, примерно десятикратный рост применения азотных и фосфорных удобрений привел к засорению пресных и морских вод.
В-третьих, качество продуктов питания во многих случаях снижается.
В-четвертых, широкое применение пестицидов связано с опасностью отравления людей, как в результате небрежности, так и систематического, ведущего к опасным хроническим заболеваниям.
В-пятых, применение пестицидов ведёт к гибели многих видов высших животных.
Агроэкосистема (агроценоз) –это искусственная экосистема, основные функции (прежде всего продуктивность) которой поддерживаются системой агрохимических мероприятий (вспашка, внесение удобрений, ядохимикатов). Без поддержки человека агроэкосистема быстро распадается, возвращается к естественному состоянию.
| Последствия | Причины |
| Деградация почв | Технизация, химизация, мелиорация |
| Загрязнение биосферы ядохимикатами | Химизация |
| Нарушение природного равновесия экосистемы | Искусственное выведение сортов растений и животных. |
Деградация почв. Деградацией называют постепенное ухудшение свойств почвы, вызванное изменением условий почвообразования в результате естественных причин. (например, наступление лесов или сухой степи на черноземы) или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение) и сопровождающееся уменьшением содержания гумуса, разрушением почвенной структуры и снижением плодородия.
Почва - это поверхностный слой земной коры, созданный под совокупным влиянием внешних условий: тепла, воды, воздуха, растительных и животных организмов, особенно микроорганизмов.К факторам почвообразования относятся также рельеф и деятельность человека. Живые организмы способствуют развитию основного свойства почвы – плодородия.
Плодородиемназывают способность почвы обеспечивать растения необходимым количеством питательных элементов, воды и воздуха.Плодородие зависит от запаса питательных веществ – гумуса, содержанием питательных веществ, влагой. В результате применения минеральных удобрений активизируются микроорганизмы, разрушающие гумус, в результате чего плодородие почв снижается.
Пагубное влияние на почву оказывает мелиорация,т. к. происходит засоление и заболачивание земель, нарушается водный баланс.
От агротехники обработки земли зависит степень разрушения верхнего плодородного слоя почвы и эрозии. Даже при правильных севооборотах поля теряют 20 см. почвы за 100 лет. Скорость разрушения почвенного покрова намного превышает скорость почвообразования. За последнее столетие на нашей планете эрозии подверглось около 2 млрд. га поверхности суши. Это 27% обрабатываемых земель.
Почвенная эрозия приобрела всеобщий характер. В России площади самых плодородных земель с содержанием гумуса 10-13% сократились почти в 5 раз.
Результатом деградации почв так же является: нарушение природного равновесия. Основные физические свойства почвы – режим влажности, температуры и аэрации – зависит от механического состава, структуры и плотности почвы. Этим же в значительной степени определяется состав почвообитающих животных и передвигающихся по почве видов.
Загрязнение биосферы ядохимикатами. За последние 50 лет применение минеральных удобрений возросло в 43 раза, пестицидов в 10 раз, что привело к загрязнению отдельных компонентов биосферы: почвы, воды, растительного покрова.
Из-за этого загрязнения обедняется живое население почвы – снижается численность почвенных животных, водорослей, микроорганизмов. Судьба животных, темпы их размножения и биологическая продуктивность тесно связаны с человеческой деятельностью. Примером может служить проблема пестицидов (ядохимикатов). С одной стороны, они спасают урожай, защищают сады, поля и леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков болезней, с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияющих на здоровье человека.
Ярким примером косвенного влияния на человека загрязнений окружающей среды служит известная история с ДДТ – дихлордифенилтрихлорметилметаном (дуст). Впервые ДДТ был применен для Борьбы с переносчиками малярии и сыпного тифа в Италии в конце второй мировой войны. Затем его стали применять в качестве средства борьбы с вредителями растений. Так, за 25 лет применения на Земле ДДТ (его препараты считались безвредными для человека и теплокровных животных). Однако впоследствии было обнаружено, что он накапливается в пищевых цепях и в организме человека. Например, в США ДДТ был обнаружен в молоке кормящей матери, во многих странах его отложения обнаружены у людей в жировых тканях. Теперь ДДТ снят с производства во всем мире, но в настоящее время еще сохранилось 2/3 рассеянного вещества.
Препараты ДДТ почти не разлагаются. Происходит их медленное накопление в организмах животных и растений, в почве и воде. Накапливаясь в больших количествах, они приобретают высокую токсичность, отрицательно действуя на людей и животных.
Нарушение природного равновесия экосистем.На Земле практически не осталось экосистем, не подвергающихся влиянию человека. Человек создал новые формы домашних животных и культурных растений (высокопродуктивных, морозостойких, засухоустойчивых).
Введение в культуру новых декоративных, лекарственных и иных растений человек обогащает флору той или иной территории. Но наряду с культурными растениями он заносит и сорные. Некоторые из них быстро распространяются и находят новую родину в новых районах, грубо нарушая природное равновесие местных экосистем.
Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов.
Питание – это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Без питания невозможны процессы роста и развития. Важнейшим средством улучшения питания сельскохозяйственных культур является, прежде всего, применение органических и минеральных удобрений.
Почва является основным источником обеспечения с/х. культур питательными веществами. Но запасы питательных веществ в почве значительно превышают потребность в них растений. Однако большая часть их представлена недоступными для растений соединениями.
Удобрения -органические и неорганические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов.
- минеральные (азот, фосфор, калий)
- органические (перегной, торф, навоз, птичий помёт, …)
- бактериальное (содержащие полезные для растений бактерии)
Минеральные удобрениясодержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец…)
Минеральные удобрения подразделяются на азотные, фосфорные и калийные.
Органические удобрения – это перегной, торф, навоз, птичий помет, различные компосты, органические отходы городского хозяйства (сточные воды, осадки сточных вод, городской мусор), зелёное удобрение. Они содержат важнейшие элементы питания, в основном в органической форме, и большое количество микроорганизмов. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3-4 лет и более.
Бактериальное удобрение – это препараты, содержащие полезные для растений бактерии. Они способны улучшать питание сельскохозяйственных культур и не содержат питательных веществ.
В середине ХIХ века в земледелии развитых стран стали активно использоваться химические удобрения, что вместе с другими научно-техническими достижениями позволило довести урожайность зерновых в некоторых европейских странах до 80–90 ц/га – вдесятеро больше, чем во времена средневековья. С середины ХХ века химические удобрения стали широко использоваться и в развивающихся странах, что позволило заметно увеличить урожайность. Наряду с внедрением агрохимии важную роль сыграло выведение и распространение новых высокоурожайных сортов риса и пшеницы. Резкий скачок в росте производительности сельского
- удалось снизить остроту продовольственной проблемы,
- стало возможным освободить часть людей из сельского хозяйства,
- увеличился процесс урбанизации,
- возник приток рабочих рук на промышленные предприятия,
- люди стали более мобильными.
и домашних видов растений и животных навсегда исчезло. Остатки вредных пестицидов в пище и питьевой воде подвергли опасности здоровье фермеров
Значение и экологическая роль применения удобрений и пестицидов
Пестициды
Пестициды(от лат. pestis –зараза иcaedo -убиваю) –химическиепрепараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для
уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний.
Пестициды классифицируютв зависимости от групп организмов,на которые они действуют:
1. Гербициды – для уничтожения сорной растительности;
2. Зооциды – для борьбы с грызунами;
3. Фунгициды – против возбудителей грибковых заболеваний;
4. Дефолианты – для удаления листьев;
5. Дефлоранты – для удаления лишних цветков и д.р.
Поиск эффективных средств для борьбы с вредителями продолжаются до сих пор.
Сначала использовали вещества, содержащие тяжелые металлы, такие как свинец, мышьяк и ртуть. Эти неорганические соединения часто называют пестицидами первого поколения. Теперь известно, что тяжелые металлы могут накапливаться в почвах и подавлять развитие растений. В некоторых местах почвы настолько ими отравлены, что и теперь спустя 50 лет, все еще остаются бесплодными. Эти пестициды утратили свою эффективность, т. к. вредители становятся устойчивыми к ним.
Пестициды второго поколения–на основе синтетическихорганических соединений. В 1930 г. швейцарский химик Пауль Мюллер начал систематически изучать воздействие некоторых из этих соединений на насекомых. В 1938 г. он натолкнулся на дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ).
ДДТ – оказался веществом, чрезвычайно токсичным для насекомых, и как казалось, относительно безвредным для человека и других млекопитающих. Производство обходилось недорого, обладал широким спектром действия, с трудом разрушался в окружающей среде, обеспечивая продолжительную защиту.
Достоинства казались столь выдающимися, что Мюллер в 1948 году получил за свое открытие Нобелевскую премию.
Впоследствии было обнаружено, что ДДТ накапливается в пищевых цепях и организме человека (обнаружен в молоке кормящих матерей, в жировых тканях). В настоящее время ДДТ снят с производства во всем мире.
Агрохимическая промышленность заменила пестициды второго поколения – нестойкими пестицидами – это синтетические органические вещества, разлагающиеся на простые не ядовитые продукты уже через несколько дней или недель после применения. Это пока лучшей вариант, хотя есть и свои минусы - некоторые токсичнее ДДТ, нарушают экосистему обработанного района, полезные насекомые могут быть не менее чувствительны к нестойким пестицидам, чем вредители.
Основные последствия применения пестицидов в сельском хозяйстве:
1.Пестициды убивают и полезные виды насекомых, порой представляя прекрасные условия для размножения новых сельскохозяйственных вредителей;
2) Многие виды пестицидов вредны для почвенных организмов, необходимых для поддержания здоровья растений;
3) При применении пестицидов сам фермер рискует здоровьем: от отравления агрохимикатами ежегодно погибает 200 тыс. человек;
4) Часть пестицидов остается в продуктах питания и питьевой воде;
5) Многие пестициды очень устойчивы и способны аккумулироваться в теле человека и проявлять отрицательные эффекты лишь с течением времени. Некоторые пестициды способны вызывать хронические заболевания, аномалии у новорожденных, рак и прочие заболевания.
Отмеченные обстоятельства привели к тому, что некоторые
пестициды уже запрещены в экономически развитых странах, однако в развивающихся странах их использование практически не ограничено.
Удобрения
Удобрения – это неорганические и органические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов.
Они бывают: минеральные (химические), органические и бактериальные(искусственное внесение микроорганизмов с цельюповышения плодородия почв).
Минеральные удобрения–добытые из недр или промышленнополученные химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец).
Органические удобрения–это перегной,торф,навоз,птичийпомет (гуано), различные компосты, сапропель (пресноводный ил).
Становление органического сельского хозяйства
Вопросы
4. Дайте определение терминам – пестициды и удобрения.
5. Назовите основные группы пестицидов.
6. Почему пестициды оказывают негативное влияние на окружающую природную среду?
Основные задачи
Программы развития сельского хозяйства в нуждающихся в продовольствии странах основными задачами ставили следующие:
- выведение новых сортов с большей урожайностью, которые были бы устойчивы к вредителям и погодным явлениям;
- разработка и совершенствование систем ирригации;
- расширение применения пестицидов и химических удобрений, а также современной сельскохозяйственной техники.
Обратной стороной медали является, прежде всего, воздействие на биосферу. Следы давно запрещенного препарата ДДТ до сих пор находят в Антарктиде. Азотными удобрениями был нанесен значительный ущерб почвам, а столь интенсивное использование полей привело к их почти полному истощению. Неграмотная установка и обслуживание ирригационных систем стали причиной загрязнения поверхностных водоемов. Сегодня ресурс для дальнейшего развития в этом направлении практически исчерпан, а значит, острота продовольственной проблемы будет только нарастать.
Читайте также: