XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Экология и сельское хозяйство
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность темы: Сельское хозяйство – это деятельность человека, связанная с выращиванием, уборкой и первичной переработкой всех видов сельскохозяйственных культур, а также разведением животных, уходом за садами, чтобы получать ее плоды.
Первоочередная и важнейшая функция сельского хозяйства – это обеспечение человечества продовольствием. Более того, перспективные интересы общества в отношении природы должны быть поставлены выше интересов непосредственной сиюминутной выгоды.
Однако в сельском хозяйстве экологических проблем, довольно много. Из множества отраслей сельского хозяйства, для рассмотрения я взяла растениеводство и животноводство, так как это самые приближенные экосистемы для обычного человека.
Чрезмерное использование природных ресурсов неминуемо ведет к изменению окружающей среды. Эти изменения влекут за собой изменение компонентов окружающей среды – это снижение плодородия почв и их продуктивности, ухудшение качества воды, воздуха и самого главного-здоровья самого человека и его наследства.
В проекте приведены материалы, подтверждающие экологическую проблемы при ведении сельского хозяйства. Изложены основные экологические проблемы и перечислены основные пути оптимизации агроэкосистем.
Проблема: влияние сельского хозяйства на загрязнение окружающей среды.
Цель проекта: изучить влияние сельского хозяйства на окружающую среду
Для достижения цели были поставлены задачи:
-Изучить особенности сельского хозяйства в современном мире, проанализировать данные.
-Узнать, какое влияние оказывает сельское хозяйство на окружающую среду.
-Составить рекомендации по ведению экологически безопасного сельского хозяйства.
Объект проекта – окружающая среда.
Предмет проекта – экологичность сельского хозяйства.
Методы исследования:
Анализ научной литературы и отбор данных.
Беседа с научным руководителем.
Анкетирование учащихся.
1.Экологические проблемы, связанные с ведением сельского хозяйства
Экологических проблем, связанных с сельским хозяйством, довольно много. Для рассмотрения я взяла растениеводство и животноводство, так как это самые близкие экосистемы для обычного человека.
Как считают эксперты [1,7,8] конец ХХ века ознаменовался глобальным экологическим кризисом в биосфере. Наряду с промышленностью и атомной энергетикой в чашу экологических проблем внес свой вклад и кризис в сельском хозяйстве, беспрецедентное обострение взаимоотношений природы и общества.
Результатом современных систем ведения сельского хозяйства явилось разрушение естественных экосистем и исчезновение многих из них; рост дефицита водных ресурсов на обширных территориях; уменьшение видового разнообразия растительного и животного мира; нарушение геохимического круговорота веществ, водного и радиационного режимов в агроэкосистемах (АЭС); деградация почв (эрозии, засоление, заболачивание, иссушение, истощение, переуплотнение, опустынивание); накопление в почве и воде ряда особо стойких и опасных загрязнителей природной среды; производство низкокачественной сельскохозяйственной продукции. И как результат- угроза здоровью человека.
Деятельность человека приводит к значительным и устойчивым изменениям природной среды считают эксперты. Особенно это заметно в агроландшафтах, являющихся областью сельскохозяйственной деятельности человека [1-8].
Вследствие очевидной на сегодня экологической несостоятельности используемых в сельском хозяйстве интенсивных технологий в агроландшафтах возникли экологические проблемы, требующие незамедлительного решения, как то и их очень много: деградация агроресурсов; экологический дисбаланс функциональных связей в агроэкосистемах; энергетический кризис; ухудшение качества сельскохозяйственной продукции: экологические проблемы животноводства и экологические проблемы растениеводства.
Республика Дагестан относится к аграрным и проблемы экологии, связанные с сельским хозяйством, существуют и они неизбежны.
Экологические проблемы животноводства.
С помощью интернет ресурсов и литературных источников, и общения с научным руководителем, имеющим знания в данной сфере, я выяснила для себя основные проблемы вызванные животноводством, а так же возможные причины их возникновения.
Несмотря на то, что животноводческие фермы, комплексы занимают небольшую площадь, в них содержится достаточно много животных и вывоз отходов далёк от идеала. Нередко вопросы вывоза и использования навоза и различных отходов, связанных с очисткой помещений, решены плохо, и потому такие фермы являются источником загрязнения нитратами и другими биогенными элементами грунтовых и поверхностных вод, а воздуха – метаном и другими веществами или продуктами распада.
Во время дыхания животные вырабатывают большое количество парниковых газов (около 18%, в них входит метан, закись азота, углекислый газ, аммиак). Несовершенство конструкций ферм, нередкое их размещение вблизи водоемов обусловливает большие потери азота и повышение его концентраций в воздухе, воде и прилегающих участках почвы.
Ещё одной важной проблемой, которая появляется в результате работы животноводческих ферм – это уплотнение почвы вокруг фермы, способствующее усилению эрозионных процессов таких участков, уничтожению растительности за счет анатомического строения ротовой полости, нарушению дернового горизонта, негативного влияния на животный мир почвы.
Так же для ведения животноводства используется большое количество воды, она необходима для полива пастбищ, водопоя и мытья животных. Поэтому в результате работы животноводческих ферм потребляется огромное количество воды.
Перевыпас скота приводит к опустыниванию, эрозии почв, деградации богатства растительного и животного мира, снижению продуктивности самого скота и, в конечном счете, к снижению уровня продовольственной безопасности самого человека. Это проблема характерна для республики и особенно в Кизлярских пастбищах.
Эрозия - самый опасный результат сельскохозяйственного производства. Несоблюдение научно обоснованных соотношений площадей пашни, лугов, лесов и поголовья сельскохозяйственных животных (растениеводство и животноводство - две основные отрасли сельского хозяйства, влияющие на биотический круговорот) [2,7,9].
Баланс питательных веществ в аграрном ландшафте должен поддерживаться за счет использования в растениеводстве отходов животноводства (навоза-ценного органического удобрения).
Экологические проблемы растениеводства.
Под растениеводством подразумевается не только промышленное растениеводство, но и выращивание овощей и фруктов в саду обычного человека в приусадебном участке.
У людей одна цель - получить урожай, в большом количестве и высокого качества, но от этого очень страдает почва. Так как при чрезмерном использовании агрохимикатов происходит эрозия и засаливание почв. При излишнем использовании азотосодержащих удобрений в земле образовываются нитраты, которые отрицательно влияют на почву и могут запасаться в плодах, так же часть химически активного азота поглощается растениями, а другая часть теряется в окружающей среде.
Сток питательных веществ с полей и огородов в водоемы может способствовать цветению водорослей, так называемой эвтрофикации водоемов, что может привести к снижению содержания кислорода в водотоках, и в конечном счете к гибели рыбы.
В шестом оценочном отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) говорится, что рост выбросов закиси азота преобладает в сельском хозяйстве, особенно в результате внесения навоза и использования азотных удобрений [10].
Высокое содержание удобрений может вызвать резкий скачок pH-уровня почвы. Почва становится слишком кислой или щелочной, что может замедлить процессы разложения органического вещества и нарушить нормальное функционирование микроорганизмов. Постоянное применение большого количества удобрений может создать зависимость почвы от них. Почва перестает эффективно использовать свои естественные ресурсы и зависит от внешнего подкорма, что может привести к деградации. Использование избыточного количества удобрений требует большего количества воды для полива и обеспечения растворения удобрений. Это может привести к истощению водных ресурсов и снижению доступности воды для других экосистем и живых организмов.
Так же многие садоводы и агрономы используют средства защиты растений – это пестициды, которые в свою очередь отрицательно влияют не только на первоначальную цель - вредителей, но и на окружающую среду. Сокращается биоразнообразие, сокращаются пищевые цепи.
Деградация сельскохозяйственных ресурсов происходит и в результате накопления тяжелых металлов, пестицидов и других токсических веществ. Значительное место в загрязнении всех компонентов окружающей среды, в том числе почв, в сельском хозяйстве принадлежит химическим соединениям и препаратам, используемым для борьбы с различными вредителями, болезнями и сорняками.
Применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений в целях повышения урожайности сельскохозяйственных культур заострили экологические проблемы.
В агроэкосистемах человек дает предпочтение монокультуре. Неизбежным результатом интенсивного выращивания монокультуры является обеднение биологического разнообразия, усугубляющее деградацию ресурсов агроэкосистемы [4].
Пути решения проблем в сельском хозяйстве
1.Животноводческие фермы и комплексы, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, должны иметь, помимо санитарно-защитных зон, и очистные сооружения, исключающие загрязнение почв, поверхностных и подземных вод, поверхности водосборов водоемов и атмосферного воздуха.
2. Прекратить процессы эрозии и обеспечить поступление в почву достаточного количества органики (с навозом, соломой, сидератами) которое остановит процесс дегумификации почв. Гумус почв - главное богатство агроэкосистемы, ее непреходящий капитал.
3.Экологически целесообразно на 1 га сельскохозяйственных угодий иметь 2-2,5 головы крупного рогатого скота и пастбищеоборот.
4.Ведения сельского хозяйства, в рамках которого происходит сознательная минимизация использования синтетических удобрений, пестицидов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
Опрос обучающихся параллели 8-9 классов
Вывод:
По результатам опроса можно сделать вывод, что многие школьники средней и старшей школы не имеют достаточных знаний по экологии. Это является большой проблемой, так как по причине своей неосведомленности они могут совершать ошибки при ведении домашнего хозяйства и приносить вред окружающей среде.
Рекомендации по ведению экологичного сельского хозяйства
Если рассматривать животноводство, то самой главной проблемой является переработка отходов (навоза). Поэтому для экологичного животноводства необходимо использовать несколько способов утилизации отходов.
1.Вермикультура - При этом преследуется три цели: утилизация отходов, получение кормового белка и повышение плодородия почвы. Биомасса червей - отличный белковый корм для птицы и свиней, способный, однако, аккумулировать соли тяжелых металлов, действуя как биологический "насос". 2.Есть предложение использовать биомассу для приготовления микробиологических сред.
3.Переработка продуктов жизнедеятельности – использование навоза в качестве топлива, перегноя для удобрения растений. Навоз не подходящий под эти параметры утилизировать (пиролиз, гранулирование, вермикокомпостирование, бактериальная переработка).
Для того чтобы сделать растениеводство экологичным, нужно: 1.Использовать севооборот (чередование различных культур на полях) с короткой ротацией и отказ от паров.
2.Для предотвращения засоления можно использовать следующие методы:
-деминерализация воды, применяемой в орошении, подпочвенное орошение;
-использование вертикального дренажа, гипсование, внесение органических удобрений, промывка почвенных покровов пресными водами;
3.Проведение фитосанитарного мониторинга и поддержание экологического равновесия и сохранения природного биоразнообразия.
4.Ограничение использования пестицидов и гербицидов и переход на биологизацию защиты растений. Создание экологически безопасных средств дезинфекции и средств защиты растений для борьбы с насекомыми вредителями.
6.Регулирование численности вредных организмов путем управления популяционными отношениями в агроэкосистемах.
Внедрение агроклассов, проведение акций «Я в АГРО» в образовательных учреждениях, чтобы с раннего возраста школьники знали об экологии и окружающей среде, о сельском хозяйстве, как сохранить природу и не навредить ей. Сделать агросектор привлекательным.
Это необходимо делать для будущего нашей планеты и получения экологически безопасной продукции.
Заключение
В ходе работы над темой я убедилась, что экологических проблем, связанных с сельским хозяйством действительно много.
Считаю, что экологические знания, экологическая культура, этика природопользования и другие категории должны получить прописку в аграрном секторе экономики республики.
Чтобы найти компромисс между экологией и экономикой, необходимо только экологическая оптимизация агроэкосистем. Это можно обеспечить за счет перехода от ресурсоразрушающих интенсивных агроэкосистем к их адаптивным, устойчивым вариантам.
Если не заняться этим важным вопросом, то это может привести к серьезным последствиям: ухудшению качества окружающей среды и качества жизни человека и его наследства.
Мною была проанализирована литература по теме экологии сельского хозяйства, проведен опрос старшеклассников, представлены рекомендации по ведению экологичного сельского хозяйства.
Здесь важно понимать суть экологических законов Барри Коммонера, сформулированных в виде афоризмов:
Всё связано со всем
Всё должно куда-то деваться
Природа знает лучше
Ничто не даётся даром
Данный материал был представлен обучающимся биолого-химического класса.
Считаю, все поставленные задачи выполнены, цель работы достигнута.
Список использованных источников:
-
Абдулаев Р.М., Стальмакова В.П., Ашурбекова Т.Н. Продовольственная безопасность и экономический кризис// Сборник трудов науч. практ. конф: Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки. - Махачкала,2010. - С.456-470.
-
Ашурбекова Т.Н. Экология и защита растений// В сборнике: Современные технологии и достижения науки в АПК. Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. 2018. С. 38- 43.
3.Ашурбекова, Т.Н. О влиянии пестицидов на окружающую среду
П.М. Гаджиева, Т.Н. Ашурбекова, Р.А. Абдурагимов // Экология России: на пути к инновациям. Межвузовский сборник научных трудов. -Астрахань, 2018. С. 96-99.
4.Ашурбекова, Т.Н. Экологический принцип биологической защиты растений/ Ш.А. Гюльмагомедова, Т.Н. Ашурбекова, З.М. Рамазанова, З.Г. Гаджимусаева, К.А. Кадиров, А.С. Чалаев // Современное состояние и инновационные пути развития мелиорации и орошаемого земледелия: материалы международной научно-практической конференции специалистов, ученых и аспирантов, посвященной 75-летию Победы в Великой Отечественной войне. –Махачкала: Дагестанский ГАУ. - 2020. -С. 377-383.
5. Коршунов, С.А. Биологическая защита растений с соблюдением стандартов органического сельского хозяйства – необходимые направления научно-исследовательской деятельности/ С.А. Коршунов, А.А. Любоведская // Мат. Междунар. науч.- практ. конф. «Биологическая защита растений – основа стабилизации агроэкосистем». – Краснодар, ВНИИБЗР, 2018. – С. 527–532. 6.Санин, С.С. Органическое землепользование: фитосанитарные экологические и экономические барьеры//Междунар. науч.-практ. конф. «Биологическая защита растений – основа стабилизации агроэкосистем». – Краснодар, ВНИИБЗР, 2018. – С. 509–513.
7.Стальмакова В.П., Ашурбекова Т.Н. Система ведения сельского хозяйства - экологические аспекты // Проблемы развития АПК региона.-2016.№4.-С.51-59.
8.Стальмакова В.П., Ашурбекова Т.Н. Система ведения сельского хозяйства - экологические аспекты//Проблемы развития АПК региона.-№1 (29), 2017 .-С.52-57.
9.Титова, Ю.А. Мультиконверсионные биопрепараты для защиты растений и возможности их использования в органическом земледелии/Ю. А. Титова, И. Л. Краснобаева// Теоретический и научно-практический журнал ИАЭП. – 2019. – Вып. 2(99). – С.164-182.
10.Шестой оценочный доклад МГЭИК: изменение климата в 2022 году: https://www.unep.org/ru/resources/doklad/shestoy-ocenochnyy-doklad-mgeik-izmenenie-klimata-v-2022-godu