Применение минеральных удобрений, несомненно, повышает урожайность, но чрезмерное использование агрохимикатов способно снизить плодородие верхних слоев почвы. Нерациональное применение пестицидов может привести к загрязнению воздуха, грунтовых вод, так как избыток составляющих такой продукции практически всегда со сточными водами попадает в природные водные источники.

Животноводство способствует загрязнению почвы соединениями меди и цинка

Исследования показывают, что опасные химические соединения накапливаются в первую очередь на интенсивно используемых пастбищах. На втором месте по их концентрации – обрабатываемые сельскохозяйственные угодья, которые регулярно обрабатываются от вредителей и патогенов, вызывающих заболевания растений.

Тяжелые металлы считаются опасными загрязнителями, которые накапливаются с годами и могут негативно отражаться, в том числе и на здоровье людей.

Национальная служба наблюдения за почвами Швейцарии (Nabo) провела исследование о том, какие тяжелые металлы чаще всего попадают в пахотные земли и какой концентрации они содержатся.

Начиная с 1985 года, различные земельные участки неоднократно обследовались на содержание солей тяжелых металлов. В настоящее время пробы грунта регулярно берутся  на 112 участках, 78 из которых используются в сельском хозяйстве.

Исследователи Agroscope, подразделение федерального управления сельского хозяйства на основе полученных сведений от Nabo рассчитали концентрацию тяжелых металлов, в том числе меди, цинка и кадмия на каждом обследуемом участке. Полученные результаты затем сравнивались с данными фактических измерений, проведенных Nabo за несколько лет.

В отчете службы отмечается, что большая часть меди и цинка попадает в гумус с навозом. Потому что оба химических элемента являются незаменимыми микроэлементами для животных, которые используются в качестве кормовых добавок. Лишь только 5% от потребляемого количества меди и цинка усваивается организмом сельскохозяйственных животных. Остальное попадает в навоз, а затем в почву. Поэтому следует снизить дозы меди и цинка в кормах для животных. Тем самым можно предотвратить загрязнение сельхозугодий опасными химическими соединениями.

Согласно рекомендациям исследователей, чтобы избежать возможного накопления в почве большого количества навоза с фермы, количество животных должно быть адаптировано к площади пастбищ.

Высокое содержание меди в почве во время исследования было обнаружено в винограднике. Причиной этого может быть внесение слишком большого количества пестицидов. Значения явно превышают показатели на пахотных и участках пастбищ: с 1985 по 2017 год на землях под виноградниками было зафиксировано от 1400 до 2400 граммов меди на гектар в год, а на полях и лугах с высокой плотностью поголовья - до 400 граммов. По мнению исследователей, можно ожидать дальнейшего значительного увеличения содержания меди в верхнем слое почвы в винодельческих районах. Следовательно, количество средств защиты растений, содержащих медь, должно быть уменьшено.

За период наблюдений с 1985 по 2017 год, от 10 до 30% обследованных земельных участков показали увеличение до предельно допустимых значений содержание меди и цинка. При этом опасная концентрация вновь зафиксирована на земельных участках, где производится выпас скота, соответственно в почву попало много навоза. Произошло это за счет интенсификации животноводства, увеличения поголовья. В исследовании отмечается, что свиной навоз и птичий помет обычно богаче фосфатами, но также содержит в достаточной большой концентрации медь и цинк.

Еще один опасный элемент, кадмий, поступает в почву вместе с минеральными фосфорными удобрениями. В отличие от цинка и меди, доля участков с опасной концентрацией кадмия, стала меньше. Это связано, прежде всего, со снижением внесения минеральных удобрений и уменьшением атмосферных осадков. По мнению авторов исследования, фермерам необходимо знать состав микроэлементов пахотных земель, чтобы на участках, богатых кадмием, не вносить избыточное количество удобрений и регулярно исследовать навоз на содержание тяжелых металлов.

В Швейцарии существуют предельные значения концентраций тяжелых металлов во вспомогательном оборудовании сельского хозяйства и ориентировочные значения для почвы. Такая система оценки формирует более гибкий подход в выборе мер по очищению почвы от загрязнений.  

Как уменьшить время «распада»

Чтобы избежать длительного загрязнения почвы опасными химическими соединениями, необходим их распад на нетоксичные компоненты. Установлено, что, например, ряд пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, а опасные для окружающей среды соединения разрушаются в результате гидролиза. Но наиболее активно пестициды разлагаются микроорганизмами.

На продолжительность нахождения в почве агрохимикатов влияют несколько факторов. Самый существенный из них - содержание органики. Как правило, инсектициды дольше сохраняются в почвах с большим содержанием органических веществ.

Распад пестицидов в верхних слоях пахотных земель зависит от температуры окружающей среды и уровня влажности. Например, фосфорорганические препараты в сухой почве сохраняются дольше, чем во влажной. Уменьшению их остаточного количества способствует солнечный свет и ультрафиолетовое облучение почвы.

Устойчивость пестицидов в почве зависит также от применяемой агротехники и покровных культур. Безусловно, влияет и форма применения агрохимиката и способ внесения. Дольше всего не распадаются в гумусе гранулированные препараты.

Разложение фосфорорганических инсектицидов в значительной мере происходит в результате деятельности микроорганизмов. В почвах с дефицитом полезной микрофлоры их распад происходит значительно дольше.

По мнению авторов исследования, снижению «химической нагрузки» с плодородного слоя почвы поможет появление препаратов, которые разлагаются в короткий срок, например в течение одного сельскохозяйственного сезона и даже в более короткие сроки. Массовое внедрение биологических средств защиты растений, менее опасных для животных и человека, также будет способствовать уменьшению концентрации тяжелых металлов в почве.

Эксперты предупреждают об опасности развития механизма приспосабливаемости патогенных микроорганизмов к ядохимикатам. Иногда при небольших дозах препарата, внутренние структуры клеток опасных штаммов либо возбудителей болезней перестают реагировать на агрохимикат. И он просто перестает действовать. Мало того, в почве патогенные микроорганизмы обретают способность извлекать из состава предназначенных для их уничтожения пестицидов необходимые химические элементы. Вследствие этого и без того ядовитые химикаты становятся еще более токсичными и даже мутагенными, только уже не для патогенов, а для растений и человека.

Елена Горшкова

При подготовке статьи использованы данные издания Bauern Zeitung.

Фото – dreamstime.com