Огромное значение комплекса минеральных веществ, входящих в состав растительной пищи, подтверждают результаты исследований в различных регионах. Характер эндемий (постоянное существование заразных заболеваний в какой-либо местности) может быть остро выраженным или очень слабо проявляющимся у отдельных ослабленных индивидуумов. Например, выявлены регионы России, бедные йодом (зобная болезнь, дебилы, карлики), кобальтом (заболевание скота акобальтозом или сухоткой). Если регион «богат» стронцием и барием, но обеднен кальцием или йодом, то имеет место уродская болезнь (ломкость костей, поражение суставов), а при избытке молибдена — андимическая подагра.
Таким образом, бесконтрольное (или без учета почвенно-климатических факторов и биологических особенностей сельскохозяйственных культур) внесение в почву минеральных удобрений может привести к серьезным заболеваниям сельскохозяйственных животных и даже людей, т.е. к «антропогенной эндемии». Кроме того, сами минеральные удобрения могут привести к накоплению в растениях токсичных веществ.
При питании зерном, протравленным ртутьсодержащими фунгицидами и выращенным на загрязненных сверх нормы почвах может возникнуть ароническое отравление ртутью (ослабление памяти, возбудимость, слюнотечение, слабость). При накоплении свинца в растительной пище наблюдается его концентрация в костях, печени, почках; свинец переходит в молоко матери, поражает плод. Неразумное использование азотных удобрений, повышенная сухость воздуха и почвы (после периода увлажнения их), нарушение синтеза углеводов (они являются энергетическим материалом для восстановления нитратов) может привести к опасному накоплению нитратов в растениях.
Не сбалансированное внесение удобрений может явится мощным источником загрязнения почв, сельхозпродукции, почвенных вод, естественных водоемов и атмосферы или причиной других негативных последствий:
- длительное внесение удобрений изменяет свойства почв (увеличение их кислотности потеря гумуса);
- внесение больших количеств азотных удобрений приводит к загрязнению воды, почв и продукции нитратами, а атмосферы — оксидами азота;
- низкий коэффициент использования растениями азота из минеральных удобрений приводит к сбросу легкорастворимых азотнокислых солей в водоемы, накоплению их в почве и атмосфере, что отрицательно сказывается на здоровье людей и животных (усиливаются процессы мутагенеза и канцерогенеза);
- загрязнению воды, почв и продукции, которое происходит и от составляющих комплексного минерального удобрения, так как растения используют только часть питательных элементов, содержащихся в этом комплексном удобрении;
- минеральные удобрения являются источником загрязнения почв тяжелыми металлами (табл. 9.2-9.3), но особенно загрязнены ими и другими токсичными элементами фосфорные удобрения (табл. 9.4);
- минеральные и органические удобрения могут изменять подвижность тяжелых металлов в почве, обеспечить их доступность растениям, загрязнение ландшафтов и гидрографической сети.
Для снижения угрозы загрязнения почвы при внесении минеральных удобрений необходимо использовать комплекс агротехнических, агролесомелиоративных и гидротехнических приемов в сочетании с интенсификацией природных механизмов очистки (полезащитная агротехника с применением структурообразователей почв, полезащитные травопольные севообороты, минимальная обработка почв, нормирование содержания в почве химических элементов).
При этом важно учитывать формы соединений тяжелых металлов в почве, количество и трансформация которых зависит от величины рН, содержания гумуса, числа лигандных групп, способных образовывать с ионами тяжелых металлов новые соединения.
При внесении в почву осадков сточных вод (в качестве удобрений) необходимо соблюдать требования:
- использовать осадки сточных вод под полевые культуры после трехмесячной выдержки, на пастбищах — шести месяцев выдержки;
- при заделке осадков сточных вод в почву запашкой на участках высева кормовых культур выдержка составляет один месяц;
- средства транспортировки осадков, выдержанных менее трех месяцев, должны быть продезинфицированы перед новым использованием;
- в случае эпидемий или эпизоотии чумы свиней, туберкулеза, острого сальмонеллеза, бруцеллеза необходимо накрывать стеллажи при сушке осадков пленкой.
Таблица 9.10. Коэффициенты перехода стронция и цезия из разных типов почв
|
| Звено миграции | |||
|---|---|---|---|---|
| Тип почвы | Почва — | корма | Почва — | молоко |
|
| Sr90 | Cs137 | Sr90 | Cs137 |
| Темно-серая лесная | 2,6 | 2,5 | — | — |
| Дерново-подзолистая, супесчаная, дерново-болотная | 2,34 | 7,95 | 0,32 | 5,45 |
| Дерново-черноземная, торфяно-болотная | 0,72 | 1,62 | — | — |
| Дерново-песчаная, торфяно-песчаная | 0,5 | 23,6 | 0,12 | 19,1 |
| Дерново-глеевая, глеевая супесчаная, суглинистая | 1,1 | 0,72 | — | — |
| Дерново-суглинистая, супесчаная | — | — | 0,18 | 0,36 |
Таблица 9.12. Коэффициент перехода цезия-137 из почвы в рацион, молоко и мясо крупного рогатого скота при почвенном поступлении радионуклида (с.е. продукта)/(мккюри/км2)
| Пищевая цепь | Вид луга | Тип рациона | Коэффициент перехода |
|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
| Почва — рацион | Естественный | Сенной | 0,15-0,18 |
|
| Искусственный | Смешанный | 0,07 |
|
|
| Концентрат | 0,02 |
|
| Естественный | Сенной | 0,14 |
|
| лесопарковый |
|
|
| Почва — молоко | Искусственный | Смешанный | 0,04 |
|
|
| Концентрат | 0,02 |
|
| Естественный | Сенной | 0,1 |
|
| лесопарковый |
|
|
| Почва — мышцы | Естественный | Сенной | 0,14 |
|
| Искусственный | Концентрат | 0,02 |
Примечание. На распаханном участке искусственного луга цезий-137 распределен практически равномерно по пахотному горизонту, а на суходольном и лесопарковом, естественных лугах он длительное время находится в верхнем слабо минерализованном слое почвы (дерн, подстилка), что увеличивает доступность радионуклида для растений.
Возрастающий объем применения пестицидов вызывает большую тревогу за здоровье живых организмов и окружающую среду. За полвека выпуск минеральных удобрений возрос в 47 раз, а ядохимикатов — почти в 12 раз. Пестициды — это химические средства защиты растений и животных от вредителей (инсектициды), сорняков (гербициды) и болезней растений (фунгициды), а также стимуляторы роста растений.
Примером контактного инсектицида является выпускавшийся в течение многих лет ДЦТ (запрещен в 1968 г.), который оказался крайне устойчивым к разложению в природных условиях (более 40 лет он циркулирует в объектах окружающей среды). За 40 лет применения ДОТ появились популяции полностью устойчивых к нему насекомых.
Ежегодно список запрещенных пополняется новыми, считавшимися ранее «безобидными», пестицидами. А ядохимикатов в мире уже более 700 наименований (в России разрешено использовать около 400). И хранятся они часто при нарушении мер безопасности.
В настоящее время необходимо инициировать работу по поиску или получению методами генной инженерии высокоэффективных штаммов бактерий, способных инактивировать пестицидные препараты разных химических классов до безопасных для человека и животных соединений.
Исследования показали (Калужская, Брянская области), что содержание радионуклидов в продукции животноводства зависит от содержания их в почве и растительности, т.е. необходимо знать коэффициенты перехода радионуклидов из разного типа почв (табл. 9.10), а также, видовые особенности животных, их рацион и радионуклид (табл. 9.11, 9.12). Это даст возможность ориентировочно оценить вероятные концентрации их в продуктах животноводства при почвенном пути поступления по формуле:
Ср = К х Гр
где Ср — содержание радионуклида в рационе (молоке, мясе животных), кюри/кг; К, (кюри/кг)/(кюри/кмг) — почвенный коэффициент перехода; Гр — концентрация радионуклида в почвах угодий, кюри/км2.
На животноводческое производство непосредственно воздействуют загрязненные атмосферные выбросы, производственные (коммунальные) стоки и твердые отходы. Велика опасность и из-за химизации сельского и лесного хозяйства, поэтому необходимо обеспечить:
- при выборе места строительства животноводческой фермы учет физико-географических свойств местности и намеченных систем обработки и утилизации навоза (возможности загрязнения подземных вод вблизи артезианских скважин, заброшенных шахт, на пористых известняках);
- недопущение загрязнения окружающей среды отходами животноводства (хранилища жидкого навоза должны иметь гидроизоляцию);
- защиту животных от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды;
- получение продуктов животноводства (в первую очередь мяса и молока) высокого санитарного качества;
- охрану животных от заболеваний инфекционными и инвазионными болезнями (жидкий навоз на пастбища вносится после окончания выпаса или зимой);
- предупреждение инфицирования человека антропозоонозными заболеваниями (сап, бешенство, туберкулез, сибирская язва);
- применение полипептидных вакцин и диагностических биопрепаратов на основе моноклинальных антител.