Контрольная работа по "Экологии"

1. Экологические аспекты применения минеральных удобрений в с/х производстве.

Биогенные элементы – это химические элементы, входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции.

Важнейшие простые минеральные удобрения: калийные, азотные, фосфорные. 

Азотные  удобрения-это соли азотной кислоты, соли аммония и мочевина (натриевая селитра ,аммиачная селитра, кальциевая селитра, карбамид). Представляют собой белые  или желтоватые кристаллические  порошки (кроме жидких удобрений), хорошо растворимы в воде, не поглощаются  или слабо поглощаются почвой. Положительное  влияние :  - Способствует росту растений. -необходим растениям для строительства белка.- входит в состав белков, аминокислот, витаминов, хлорофилла и других жизненно важных органических соединений.- Увеличивают содержание белка в зернах пшеницы, кукурузы, гречихи, проса и других зерновых культур. Производится в РБ на ОАО «Гродно Азот».
Фосфорные удобрения – это соли фосфорной кислоты, которая образует три вида солей: фосфаты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты.Самое дешевое удобрение – фосфоритная мука.  Положительное  влияние:-Способствует образованию завязей, цветков и семян у растений. -участвует в синтезе аминокислот, белков, жиров, крахмала, сахаров и других продуктов обмена.- Повышают сахаристость свеклы, улучшают качество зерна, увеличивают содержание белков, входящих в клейковину.- Способствуют увеличению урожая и качества подсолнечника, масличных культур, табака, картофеля, увеличивают питательную ценность сена.Производится на ОАО «Гомельский химический завод» в г. Гомеле.

Калийные удобрения- сырые соли, представляющие собой размолотые природные соли, преимущественно минералы сильвинит и каинит;концентрированные удобрения, получаемые в результате переработки природных калийных солей; хлорид калия – белый мелкокристаллический продукт. Положительное влияние: - придает дополнительную прочность корням и клубням и регулирует водный режим.- необходимы для питания растений. Недостаток в почве заметно уменьшает урожай и устойчивость неблагоприятным условиям.- Усиливают фотосинтез.- Повышают качество корнеплодов сахарной свеклы, волокон льна-долгунца.-Снижает  поступление радионуклидов в  растения. Производится на ОАО «Беларуськалий» в г. Солигорске.

2.        Проблема тяжелых металлов в сельском хозяйстве и пути ее решения.

К тяжелым металлам относятся химические элементы с атомной массой свыше 40 и плотностью более 6 г/см3 (ртуть, кадмий, свинец, железо, кобальт, олово, никель, медь, молибден, мышьяк и др.). Тяжелые металлы –входят в состав почв, пресных и морских вод, содержатся в растительных и животных организмах. 

Делят на три группы. 

К 1-й группе относят те элементы, которые требуются организмам постоянно и в большом количестве. Это кальций, магний, железо.

Ко 2-й группе-элементы необходимые для жизнедеятельности, но в значительно меньших концентрациях. К ним относятся марганец, кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, алюминий. Эти элементы входят в состав ферментов и гормонов.

3-й группа физиологическая роль отдельных металлов этой группы полностью не выяснена. Сюда входят уран, радий, золото, ртуть, бериллий, свинец, кадмий и др.

Источники поступления тяжелых металлов могут быть природными и техногенными. 

К природным относятся выветривание горных пород, эрозионные процессы, вулканическая деятельность.

К техногенным:

 – выброс при высокотемпературных технологических процессах;

– орошение сточными промышленными водами;

– поступление в почву при постоянном внесении высоких доз органических и минеральных удобрений, пестицидов, регуляторов роста;

– выбросы автомобильного транспорта.

Основными источниками тяжелых металлов являются предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции, нефтеперерабатывающие предприятия, транспорт, минеральные удобрения, осадки сточных вод, пестициды, отходы промышленности. 

ТМ попадают с пищей и кормом в организм человека и животных, они могут поступать в организм из воды и воздуха.

ТМ вызывают существенные морфологические изменения в организме. Главными из них являются: онкогенез и развитие злокачественных опухолей; мутагенез; тератогенез; эмбриотоксичность; ингибирование или стимулирование ферментативных процессов; некрозы; токсикозы.

Для снижения поступления ТМ используют следующие мероприятия:

• известкование кислых почв;
• внесение органических удобрений;
• глинование легких почв; применение цеолитов;
• подбор видов и сортов растений с невысоким накоплением металлов в продуктивных органах; выращивание технических культур;
• создание сортов с минимальным накоплением металлов; «биологическое разбавление»;
• выведение загрязненных участков из с/х оборота;
• удаление загрязненного слоя почвы.

3.        Проблема нитратов и пути ее решения.

Нитраты – это соли азотной кислоты. Применяются они как удобрения в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур и как консерванты пищевых продуктов.

Основными источниками поступления в почву через азотные удобрения и стоки животноводческих комплексов. В организм человека нитраты попадают с пищей и питьевой водой.

Причины избыточного накопления нитратов в растениях:

1. Нарушение норм, доз, сроков и способов внесения азотных удобрений;

2. Нарушение агротехники возделывания культуры (несвоевременное проведение посева или посадки культуры, обработки почвы, сроков уборки, несбалансированное содержание элементов питания в почве);

3. Неблагоприятные средовые условия (недостаток света, неоптимальная температура и др.) приводят к инактивации фермента нитратредуктазы и задержке участия нитратов в синтезе органических соединений и их избыточному накоплению.

Отрицательное действие нитратов на организм человека и животных обусловлено следующими основными причинами:

1. Попадая в органы пищеварения, нитраты (NO3-) под действием микроорганизмов восстанавливаются до нитритов (NО2-), которые токсичнее нитратов в 10 – 20 раз. 

2. Нитриты взаимодействуют с железом гемоглобина крови, вызывая его окисление. При этом гемоглобин превращается в метгемоглобин, который не способен переносить кислород.

3. Нитраты вступают в реакцию с вторичными аминами, образуя нитрозоамины. Последние могут вызывать мутации, рак. 

В организме человека есть вещества, блокирующие их действие (витамин С).

Виды растений различаются по накоплению нитратов. Больше их накапливается в овощных культурах, у которых в пищу потребляются корень (редис, свекла столовая, редька) и листья (салат, шпинат, петрушка). Содержание нитратов уменьшается на пути: корень – стебель – лист – плод – семена. Молодые растения накапливают больше нитратов, чем старые.

Содержание нитратов в продуктах питания можно снизить в результате ряда мероприятий:

– оптимизация доз азотных удобрений;

– локальное и дробное внесение удобрений;

– исключение поздних подкормок азотом;

– селекция на снижение накопления нитратов;

– выбор оптимальных сроков уборки (вечерние часы для листовых овощей);

– хранение свежих овощей при пониженной температуре;

– переработка овощей (варка, соление, маринование, квашение).

4.        Экологическое земледелие, состояние, цели, перспективы

ЭЗ – перспективное направление с/х, смысл которого заключается в:

1)использовании естественного плодородия почв;

2)отказ от глубокой обработки почвы;

3)использование органических удобрений и природных средств борьбы с болезнями и вредителями.

Цели: экономия энергии; активизация круговорота веществ; защита окружающей среды; улучшение качества продукции; повышения плодородия почв.

 Задача: производство экологически чистой продукции для детского и диетического питания.

 Экологически чистая продукция – это продукция, произведенная на основе биологического земледелия. Эта продукция используется обычно для детского и диетического питания и реализуется по более высокой цене.

 Экологически безопасная продукция – это продукция, выращенная при традиционной технологии, обладающая высоким биологическим и технологическим качеством и безопасная для питания человека и как корм для животных.

Принципы ведения экологического земледелия

1. с/х угодья,  должны размещаться не ближе 25 метров от автострад;
2. применение минеральных удобрений разрешается не ближе 10 метров от с/х угодий, а химических средств защиты растений – не ближе 25 метров;
3. на территории хозяйства должно быть максимально ограничено сжигание органического вещества в виде топлива и с/х отходов.
4.  выращиваемые виды и сорта с/х растений устойчивым к болезням и вредителям. (районированные сорта);
5. предпосевная обработка семян проводится только разрешенными препаратами и веществами.
6. применение генетически измененных семян растений и посадочного материала запрещено.
7. отказ от минеральные удобрения и пестицидов;
8. азот, как элемент минерального питания растений, применяют только в органической форме;
9. фосфорные, калийные удобрения и микроудобрения применяются только в природной форме (зола древесных растений);
10. для нейтрализации почвенной кислотности используются известковые материалы;
11. механические и цветные ловушки, вытяжки и отвары, сделанные из инсекцидальных растений (лук, чеснок, хвощ, хрен и т.п.).
12. с сорняками рекомендовано бороться вручную.
13. регуляторы роста растений, полученные в результате химического синтеза, для применения запрещены;
14. животным обеспечивать их свободное движение и возможность нахождения в лежачем положении, достаточное количество свежего воздуха и дневного света, защиту от прямых солнечных лучей, высокой и низкой температуры, дождя, ветра и т.п.;
15. запрещается обрезать хвосты, кастрировать, обрезать зубы, удалять рога и проводить другие мероприятия, связанные с травмированием животных.
16. использование бобовых культур.

5.        Функциональная роль почвы и мероприятия по повышению почвенного плодородия.

Значение почвы в агроэкосистемах

Важное значение имеет почва в агроэкосистемах, где она выступает как главное средство сельскохозяйственного производства и основа агроэкосистем. Человек получает из почвы порядка 95% всех продуктов питания, поэтому приоритетной задачей является забота о сохранении почвенного плодородия.

Почва представляет собой:

• жизненное пространство, обеспечивающее обитание живых организмов.
• механической опорой, произрастающей на ней растительности.
• выступает основным хранителем семян.
• является своеобразным складом ферментов.
• Почва регулирует гидротермический режим.
• санитарную функцию
• аккумулирует необходимые для жизнедеятельности населяющих ее организмов воду, питательные вещества
• информационную функцию.
• выступает в качестве биохимического барьера.
• обладает таким уникальным свойством как «память»

Почва – продукт совместного воздействия климата, растительности, животных и микроорганизмов на поверхностные слои горных пород. В этой системе непрерывно происходят:

• синтез и разрушение органического вещества;
• круговорот элементов зольного и азотного питания растений;
• детоксикация различных загрязняющих веществ, поступающих в почву.

Экологические аспекты сохранения и повышения почвенного плодородия

Для поддержания и сохранения почвенного плодородия применяются следующие приемы:

1.Внесение органических удобрений.

 2.Использование научно обоснованного севооборота.

3.Минимальная обработка почвы. 

6. Проблема эвтрофикации водных экосистем и мероприятия по предотвращению.

Эвтрофикация — нормальный природный процесс, связанный с постоянным смывом в водоемы биогенных элементов с территории водосборного бассейна. 

Эвтрофикация оказывает пагубное воздействие на биогеоценоз пруда с застойной водой:( животноводческие стоки, смывы с полей, коммунально-бытовые отходы).

Профилактические мероприятия предусматривают полное прекращение сброса в водоем неочищенных и условно очищенных сточных вод промышленных предприятий и бытовых стоков.

Самый простой способ – механический.

Биологический метод .

Специальные приборы, посылающие ультрафиолетовые лучи.

Химический способ очистки .

Облучение ультрафиолетом – это все еще довольно экзотический способ очистить водоем от «цветения» и тины. А вот фильтры, применяемые одновременно с добавлением в воду химических и биологически активных веществ, являются распространенным методом. Здесь важно определить уровень содержания зеленной массы и, отталкиваясь от этого, заказать насос необходимой мощности.

Способы профилактики:

1.Профилактические( борьба с проблемой):

-создание водоохранных зон;

-вспашка поперек склона;

-относить поля, которые требуют большое внесение хим. удобрений.

-гидросмыв заменяется на механический

    2.восстановление:

-углубление.

7.Эрозия почвы и меры борьбы. 

Эрозия почвы – одна из основных причин деградации почвы.  Это процесс разрушения верхнего плодородного слоя почвы под воздействием воды, ветра и антропогенных факторов. Нормальная эрозия сглаживается естественным почвообразовательным процессом. Ускоренная эрозия развивается там, где естественная растительность уничтожена и территория используется без учета природных особенностей почвы.

Причины:

- вырубка лесов,

- холмистый рельеф.

В зависимости от факторов, вызывающих эрозию различают: водную (70 %) и ветровую.

Водная эрозия:

- поверхностная (плоскостная) возникает при смыве верхних горизонтов почвы, при стекании по ним воды сплошным потоком;

- линейная – вода размывает почву в глубину. Образуются рытвины, промоины, канавы, которые могут стать оврагами.

Последствия водной эрозии:

1. затрудняется обработка почвы;

2. смытая почва выносится в водоемы (заиление и заболачивание);

3. снижается почвенное плодородие;

4. снижается урожайность;

5. нарушается водный режим почвы (почвенная засуха).

Ветровая эрозия (дефляция) – выдувание мелких частиц почвы диаметром меньше 1 мм. Такая эрозия опасна для торфяно-болотных, песчаных, супесчаных почв. Приходится пересевать культуры.

Последствия ветровой эрозии:

1. снос плодородного слоя почвы;

2. загрязнение атмосферы;

3. повреждение посевов;

4. заносы дорог;

5. вред здоровью людей;

6. ухудшение водного режима рек.

Выделяют промышленную эрозию (т/п), ирригационную (в зонах орошаемого земледелия), пастбищная, механическая.

Меры борьбы с ветровой эрозией:

• Организационно-хозяйственные мероприятия
• Агротехнические мероприятия
• Лесомелиоративные мероприятия
• Гидромелиоративные мероприятия

8. Экологические проблемы промышленного животноводства. 

К экологическим проблемам промышленного животноводства относятся:

• Загрязнение атмосферы

На долю сектора животноводства (включая землепользование и преобразование земель) приходится 9 % всего объема выбросов СО2. На долю животноводства приходится 65 % закиси азота. Кроме этого, на долю животноводства приходится соответственно 37% всего объема выбросов метана, и 64 % выбросов аммония.

• Отчуждение земель под сенокосы и пастбища.

Для ведения животноводства в настоящее время используется 30 % всей поверхности суши планеты, постоянные пастбища. 33% площади пахотных земель мира, которые используются для производства корма для скота. Для создания новых пастбищ вырубаются леса.

• Деградация и опустынивание земель.

в результате чрезмерного выпаса, вытаптывания и эрозии .

-Загрязнение  и истощение водных ресурсов.

Основными загрязняющими веществами являются отходы жизнедеятельности животных, антибиотики и гормоны, химикалии, используемые в кожевенном производстве, удобрения и пестициды, используемые для опрыскивания сельскохозяйственных культур. Широко распространенная практика чрезмерного выпаса скота нарушает водные циклы, ограничивая возможности для возобновления наземных и подземных водных ресурсов. Значительные объемы воды забираются для производства корма для скота.

• Потеря биоразнообразия.

Мясные и молочные породы скота сегодня составляют около 20 процентов всей биомассы сухопутных животных. Присутствие сельскохозяйственного скота на огромных площадях земли и его потребность в кормовых сортах сельскохозяйственных культур также способствуют утрате биоразнообразия.

9.Экологические последствия мелиорации в Р.Б.  

Высокая переувлажненность и заболоченность территории Беларуси (66 % сельскохозяйственных угодий) обусловили необходимость проведения осушительной мелиорации, так как избыточная обводненность почвенного покрова была большим тормозом в экономическом и социальном развитии страны. Из-за переувлажнения земель землепользователи на почвах с нерегулярным водным режимом недобирали до 40 % урожаев сельскохозяйственных культур. Эти причины предопределили широкомасштабное гидромелиоративное осушение переувлажненных земель.

Весьма ощутимое воздействие на окружающую среду оказало осушение земель на начальном этапе мелиоративного строительства, т.к. оно проводилось почти без учета экологических условий и требований охраны природных комплексов. Мелиорацию нужно осуществлять грамотно, а не т.к. в советские времена когда мелиорированные земли засевали пропашными культурами и таким образом разрушали почву.

Болота выполняют огромное количество функций-газорегуляторную, климотообразующую, биологическую, ресурсосырьевую и др. Однако полностью со своей работой справиться могут только болота ненарушенные. В РБ они разных типов- верховые, переходные и низинные. Около половины их нарушено, частой причиной этого специалисты называют бурное развитие с/х в прошлом. Мелиорация сокращает биологическое разнообразие.

Мероприятия:

Борьба с эрозий;

Отказ от пропашных;

Седеральные удобрения.

Не менее актуальной нерешенной общеевропейской экологической проблемой является сохранение органогенного слоя мелиорированных торфяных почв. Продукты разрушения торфа загрязняют атмосферу, грунтовые и поверхностные воды, а также сельскохозяйственную продукцию.

В результате вышеупомянутых процессов к настоящему времени в республике деградировало более 200 тыс. га торфяных почв.

10.         Особенности миграции, превращение и детоксикация пестицидов в агроландшафтах. Экологизация защиты растений.

Слово «пестицид» происходит от лат. «pestis» - зараза и «caedo» - убиваю. Под пестицидами обычно понимают химические средства сдерживания, регуляции, защиты и борьбы с вредными организмами в сельском, лесном хозяйстве и здравоохранении. К пестицидам справедливо применение любого из терминов: поллютант, токсикант, ксенобиотик.

Особенности миграции, превращения, детоксикации пестицидов в агроландшафтах

Большая часть пестицидов является ксенобиотиками, т.е. веществами, чуждыми природе. Только 1-3% применяемых пестицидов действует на организм-мишень, остальное количество распространяется в окружающей среде и включается в пищевые цепи.

Большую опасность как источник загрязнения продуктов питания пестицидами представляет почва. В почву пестициды поступают различными путями:

- с протравленными семенами (фунгициды),

 - сносе препаратов при обработке посевов во время вегетации полевых культур,

- неосторожном выполнении различных операций с химическими препаратами,

- при поверхностном стоке с вышерасположенных участков,

- с частицами почвы при ветровой эрозии.

Установлено, что пестициды больше накапливаются на кислых почвах.

Пестициды после целенаправленного внесения или случайного попадания в почву могут вызывать в окружающей среде следующие изменения:

— вызвать фитотоксическое действие;

— оказывают негативное воздействие на почвенную биоту;

 — пестициды прямо или косвенно влияют на доступность питательных элементов в почве.

Особая опасность пестицидов заключается способностью к биоаккумуляции – многократному увеличению концентрации пестицида при продвижении его по пищевым цепям.

Под действием живых организмов и абиотических факторов среды происходит биотрансформация – изменение химических свойств пестицидов. Детоксикация-потеря токсичности, а также токсификация – увеличение токсичности (например, у гербицида атразина).

Перспективы использования экологически безопасных методов защиты растений:

1. использование биоагентов
2. биорациональных пестицидов-антибиотиков,
3. половых феромонов, ферментных препаратов.

11. Агробиоценоз, его структура и функции. Отличия агробиоценоза от естественных экосистем.

Агробиогеоценоз – созданное и регулярно поддерживаемое человеком однородное сообщество, обладающее малой экологической надежностью, но высокой продуктивностью одного или нескольких видов растений или животных. Включает три компонента растения-продуценты, животные – консументы, микроорганизмы – редуценты. Подразделяются на два блока: автотрофный (накапливающий энергию в результате фотосинтеза) и гетеротрофный (потребляющий энергию автотрофного блока). К автотрофному блоку относятся культурные растения, сорняки и почвенные водоросли. К гетеротрофному блоку принадлежат животные и микроорганизмы.Гетеротрофный блок условно по отношению к культурному растению можно подразделить на полезные и вредные виды. Полезные- почвенные микроорганизмы – азотфиксаторы.К вредным относятся вредные животные (грызуны, насекомые, нематоды ) и патогенные микроорганизмы.

Принципиальное отличие  агроэкосистем от естественных заключается в преимущественном выносе с урожаем питательных веществ, аккумулируемых в выращенной продукции.  Отличия естественных экосистем и агробиогеоценозов