Агроэкология (сельскохозяйственная экология)

1.

2.

Агроэкология
(сельскохозяйственная
экология) – это комплексная научная
дисциплина, изучающая взаимодействие
человека с окружающей средой в
процессе
сельскохозяйственного
производства,
влияние
сельского
хозяйства на природные комплексы и их
компоненты, взаимодействие между
компонентами
агроэкосистем
и
специфику круговорота в них веществ,
перенос
энергии,
характер
функционирования
агроэкосистем
в
условиях техногенных нагрузок.

3.

Понятие агроэкосистемы.
Отличительные признаки
агроэкосистем

4.

Важнейшим свойством
экосистем является их
продуктивность,
которая зависит от
поступления энергии.

5.

Природные, движимые Солнцем,
несубсидируемые

6.

Природные, движимые Солнцем,
субсидируемые другими
естественными источниками энергии

7.

Движимые Солнцем и субсидируемые
человеком

8.

Индустриально-городские, движимые
топливом

9.

Агроэкосистема –
территория,
сознательно
спланированная
человеком для
получения
сельскохозяйственной
продукции.

10.

Природная экосистема
1. Естественный отбор
2. Солнце – основной
источник энергии
Агроэкосистема
1. Искусственный отбор
2. Получают
дополнительную
антропогенную энергию
3. Сложные системы с
3. Упрощенные системы с
большим видовым
небольшим видовым
разнообразием, в которых разнообразием. Чаще
доминирует несколько
доминирует один
видов
вид

11.

Природная экосистема
Агроэкосистема
4. Круговорот веществ
полный и замкнутый. Вся
чистая первичная
продукция используется
консументами и
редуцентами
4. Круговорот веществ
неполный
и незамкнутый.
Основную часть
чистой первичной
продукции в
виде урожая человек
изымает для
своих потребностей и
на корм
скоту.

12.

Природная экосистема
Агроэкосистема
5. Свойственно
устойчивое
динамическое
равновесие за счет
саморегуляции и
разнообразия
трофических связей.
Пищевые цепи длинные
(3-5 звеньев).
5. Неустойчивы, без
поддержки человека
быстро разрушаются.
Саморегуляция
отсутствует. Пищевые
цепи короткие (2-3
звена).

13.

Агроэкосистемам свойственна
разомкнутость круговорота веществ и
энергии.
За пределы агроэкосистем мигрирует
большая часть химических элементов,
содержащихся в фитомассе и зоомассе,
для снабжения населения продуктами
питания и для обеспечения
промышленности сырьем.

14.

Круговорот веществ нарушается также в
результате вовлечения в него минеральных
удобрений и пестицидов. Это приводит к
загрязнению окружающей среды.
В агроэкосистемах изменен и поток энергии.
В них наряду с солнечной используют
дополнительные энергетические ресурсы
(энергетические субсидии).

15.

Энергетическая субсидия —
это дополнительный поток энергии,
затрачиваемый на обработку почвы,
орошение, внесение удобрений,
защиту растений и т.д.

16.

Энергетическая
антропогенная
субсидия
Агроэкосистема
Растениеводческая и
животноводческая
продукция
Солнечная
энергия

17.

1 — доиндустриальные с
дополнительной энергией в виде
мышечных усилий человека и
животных;
2 — интенсивные механизированные
с крупными энергетическими
дотациями в виде работы машин,
химикатов и т. п.

18.

Агросфера
Аграрный
ландшафт
Сельскохозяйственная
экосистема
Агробиогеоценоз
Ферменный
биогеоценоз

19.

1. Земледельческое, или полевое,
землепользование – богарные или
орошаемые экосистемы

20.

2. Плантационно-садовое
землепользование – плантационные и
садовые агроэкосистемы

21.

3. Пастбищное землепользование –
пастбищные агроэкосистемы

22.

4. Смешанное землепользование –
смешанные агроэкосистемы
5. Землепользование в целях
производства вторичной
биологической продукции —
агропромышленные экосистемы

23.

24.

Интенсификация
сельского
хозяйства
Повышение
продуктивности
Высокий уровень
негативного
воздействия на
окружающую
среду

25.

повышение устойчивости и
продуктивности агроэкосистем;
сохранение и повышение
плодородия почв;
рациональное использование
природных ресурсов и охрана
окружающей среды.

26.

Негативные
последствия
интенсификации
Возникновение
альтернативных
систем земледелия
В 1972 г. в Версале была создана
международная организация органического
земледелия (IFOAM - International Federation of
Organic Agriculture Movements).

27.

Целью альтернативного земледелия
является сокращение антропогенного
воздействия на агроэкосистемы,
создание благоприятных предпосылок
для полноценного использования их
собственного биопотенциала и
обеспечение устойчивости
агроэкосистем.

28.

Альтернативные системы
земледелия:
Биодинамическая
Органическая
Биологическая
Органо-биологическая

29.

1. Полный или частичный отказ от
применения минеральных
удобрений и пестицидов

30.

2. Использование органических
удобрений (подстилочный навоз,
компост, зеленое удобрение)

31.

3. Максимальное использование
преимуществ севооборота,
включение в его состав от 30 до 50%
бобовых культур, насыщение
промежуточными культурами

32.

4. Использование агротехнических и
биологических методов защиты
растений от вредителей, болезней и
сорняков

33.

5. Минимальная, нулевая,
противоэрозионная
обработка почвы,
мульчирование.

34.

6. Целенаправленная закладка живых
изгородей и лесополос вокруг полей с целью
повышения возможностей саморегуляции и
обеспечения устойчивости агроэкосистем

35.

7. Высокое качество с.-х. продукции

36.

8. Сохранение экологического
равновесия, минимальное
воздействие на окружающую среду

37.

38.

Важнейшая задача земледелия – создание
наилучших условий для роста и развития
с.-х. культур.
Основа любой системы земледелия –
севооборот.
Первая проблема земледелия - наличие
крупных полей (60-100 га) в севообороте, где
может наблюдаться разный тип почв, разные
показатели почвенного плодородия, степени
увлажнения, эродированности и т.д. Это
приводит к тому, что урожайность с.-х.
культуры на различных участках поля не
одинакова.

39.

Решение
проблемы
Контурноэкологические
(почвенноэкологические)
севообороты

40.

Введение контурно-экологических
севооборотов включает следующие этапы:
1. Формирование рабочих участков
2. Оценка каждого рабочего участка
по пригодности для возделывания
с.-х. культур
3. Группировка участков по схожим
почвенно-экологическим свойствам
4. Установление порядка
чередования культур для каждой
группы рабочих участков

41.

+
-
Повышение
урожайности с.-х.
культур
Снижение
эффективности
использования с.-х.
техники, увеличение
транспортных
расходов

42.

Вторая проблема земледелия – низкое
видовое разнообразие культурных
растений на полях севооборота.
Решение проблемы – смешанные и
совместные (полосные) посевы,
промежуточные культуры.

43.

Третья проблема земледелия – влияние
глобального потепления на
выращивание основных
сельскохозяйственных культур

44.

Образование четвертой агроклиматической зоны
Возможность расширения посевов кукурузы на зерно, проса,
сорго, сои
Улучшение условий перезимовки озимых культур, более
раннее начало весенних процессов и наступление сроков
сева яровых культур, ускорение созревания зерновых культур
и сроков их уборки
Появление новых болезней и вредителей
Необходимость создания новых сортов и гибридов
Ухудшение условий произрастания и формирования урожая
средних и поздних сортов картофеля, льна, овощных культур
(капуста)

45.

46.

Удобрения – основной
фактор повышения
урожайности
сельскохозяйственных
культур, а также
расширенного
воспроизводства
плодородия почв

47.

• Несовершенство технологии транспортировки,
хранения, тукосмешения и внесения удобрений.
• Нарушение агрономической технологии
применения удобрений.
• Водная и ветровая эрозия почв.
• Несовершенство качества удобрений.
• Использование в качестве удобрений
промышленных отходов без надлежащего
контроля их качества.

48.

Минеральные удобрения
Загрязнение
атмосферы
Загрязнение
подземных и
поверхностных вод
Загрязнение
почв и снижение
их плодородия
Эвтрофикация
водоемов
Ухудшение качества
сельскохозяйственной продукции
ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ НА
ЗДОРОВЬЕ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА

49.

Отрицательные последствия применения
минеральных удобрений
Удобрения
Отрицательное влияние
Азотные
1)Подкисление почвы.
2)При несоблюдении доз и сроков
внесения - накопление нитратов NO3
(солей азотной кислоты) в
растениеводческой продукции
(особенно в овощах) и подземных
водах.
Повышенное содержание нитратов в
воде и продуктах питания опасно
для здоровья человека.

50.

Отрицательные последствия применения
минеральных удобрений
Удобрения
Отрицательное влияние
Фосфорные
1)Действуют в основном через
содержащиеся в них тяжелые
металлы (кадмий, мышьяк, свинец),
радиоактивные элементы и фтор.
Избыток фтора в питьевой воде
(более 2 мг/л) вызывает
повреждение эмали зубов у человека,
потерю эластичности кровеносных
сосудов; при содержании более 8 мг/л
– остеохондрозы.

51.

Отрицательные последствия применения
минеральных удобрений
Удобрения
Отрицательное влияние
Калийные
1) Подкисление почвы.
2) Накопление хлора при внесении
хлористого калия. Потребление воды
с высоким содержанием хлора (более
50 мг/л) вызывает отравления
человека.

52.

• Использование органических удобрений
• Возделывание промежуточных культур
• Применение бактериальных удобрений
• Применение медленнодействующих форм азотных
удобрений, обеспечивающих минимальные потери азота
и максимальное его усвоение
• Соблюдение доз, приемов, сроков и способов внесения
удобрений
• Дифференцированное внесение удобрений (точное
земледелие)
• Производство удобрений с минимальным количеством
тяжелых металлов и других сопутствующих элементов
• Организация экологически безопасной перевозки,
хранения и внесения удобрений

53.

Экологические проблемы
механизации сельского
хозяйства

54.

Воздействие мобильной
сельскохозяйственной техники на
окружающую среду
Механическое
Химическое
Акустическое
Электромагнитное

55.

Механическое воздействие
Давление
ходовых
систем
Вибрация
почвы
Буксование
ходовых
систем
Воздействие
рабочих
органов
Уплотнение и разрушение почвы,
образование плужной подошвы,
уничтожение живых организмов

56.

Негативные последствия
уплотнения почвы
Изменение структуры почвы
Ухудшение водно-физических свойств
почвы (влагоемкость, пористость и др.)
Снижение аэрации (воздухопроницаемости)
Развитие эрозионных процессов
Увеличение тягового сопротивления
почвообрабатывающих машин: на 10-17%
возрастают удельные затраты энергии и
топлива
Снижение производительности агрегатов на
8-12 % и более

57.

Мероприятия для снижения уплотнения почвы
проведение
полевых
работ
в
наиболее
оптимальные агротехнические сроки (период
спелости почвы);
использование
широкозахватной
техники,
комбинированных
агрегатов,
выполняющих
несколько операций за один проход;
разрушение плужной подошвы;
применение постоянной технологической колеи;
использование широкопрофильных шин с
низким внутренним давлением воздуха;
оборудование техники сдвоенными колесами;
использование гусеничной техники.

58.

Химическое воздействие
Загрязнение
атмосферы
выхлопными
газами, сажей
Загрязнение почв и вод
жидкими нефтепродуктами,
сажей, тормозной
жидкостью, антифризом
металлами в результате
коррозии
Накопление токсичных веществ

59.

Акустическое воздействие
Шумовое
Инфразвуковое
Ультразвуковое
Нарушение нормальной
жизнедеятельности животных и
человека

60.

Электромагнитное воздействие
Коротковолновое
Длинноволновое
Нарушение функций нервной системы
животных и человека, нарушение
физиологических процессов у растений

61.

Экологические
проблемы
животноводства

62.

Животноводческие
комплексы
Загрязнение атмосферы
(аммиак, метан,
болезнетворные
микроорганизмы, пыль,
специфические запахи,
шумы)
Загрязнение
поверхностных и
подземных вод
(биогенные элементы,
нитраты, болезнетворные
микроорганизмы и т.д.)
Загрязнение почв

63.

Источники загрязнения
почвы и воды
Навоз, моча
Техническая вода и
дезинфицирующие
средства

64.

При удалении навоза гидросмывом
происходит значительное его
разбавление водой
БЕСПОДСТИЛОЧНЫЙ НАВОЗ – смесь
жидких и твердых экскрементов
животных, остатков корма, разбавленная
водой.

65.

БЕСПОДСТИЛОЧНЫЙ
НАВОЗ
Полужидкий
Жидкий
Навозные стоки
Самую большую опасность
представляют жидкие
навозные стоки

66.

БЕСПОДСТИЛОЧНЫЙ НАВОЗ – источник
загрязнения окружающей среды при:
1) нарушении
технологии хранения
2) нарушении технологии
внесения в качестве удобрения
Свыше 80% аммиака, загрязняющего
атмосферный воздух и 10% метана,
являющегося парниковым газом, поступают
из навоза при его хранении в открытых
накопителях или из-за несвоевременной
заделки в почву.
В пробах атмосферного воздуха в 100 м от
свинарников концентрация аммиака доходит
до 3-4 мг/м3 (ПДК 0,2)

67.

В экскрементах животных содержится
более 100 возбудителей болезней
животных, птиц и человека с большим
сроком выживаемости, в том числе
микробактерии туберкулеза (более 25 лет),
сальмонеллы паразитов и брюшного тифа
(2-3 года), бациллы сибирской язвы (более
60 лет)

68.

Ограничение строительства крупных комплексов (по
откорму КРС свыше 3-5 тыс. голов, свиноводческих –
свыше 24-27 тыс. голов, молочных комплексов –
свыше 400-600 голов)
Создание санитарно-защитных зон вокруг
комплексов, зеленых насаждений
Запрет строительства животноводческих комплексов
в водоохранных зонах, в пониженных местах, на
землях с уровнем залегания грунтовых вод 1-1,2 м от
поверхности
Использование механических или самотечносплавных систем навозоудаления

69.

Механическое удаление
навоза

70.

Обеззараживание органических удобрений
биологическими, химическими и физическими
способами
Соблюдение доз, сроков и способов внесения
бесподстилочного навоза с учетом свойств и
плодородия почвы, рельефа, биологических
потребностях культур в элементах питания.
Основной критерий применения жидких
органических удобрений - предельно
допустимая нагрузка по азоту – 200 кг/га.

71.

Бесподстилочный навоз лучше вносить
под многолетние травы дробно под укосы.
Наиболее оптимальным сроком внесения
этого удобрения считается весенний
период. Не допускается его внесение на
участках с уклоном 3°, особенно на
песчаных и супесчаных почвах,
подстилаемых песками, так как может
иметь место внутрипочвенный сток

72.

Основные типы и виды
мелиораций. Последствия
осушительной мелиорации в
Республике Беларусь

73.

Мелиорация земель – деятельность,
направленная на коренное улучшение
земель с целью обеспечения создания и
поддержания оптимальных водного,
воздушного, теплового и питательного
режимов почв для сельскохозяйственных
растений, лесов и иных насаждений,
путем проведения мелиоративных
мероприятий

74.

Гидротехническая (осушение, орошение,
двустороннее регулирование водного режима
почв)
Агролесомелиорация (создание защитных
насаждений)
Культуртехническая (устранение
культуртехнической неустроенности
территории)
Химическая (внесение минеральных
удобрений, гипсование и известкование почв)

75.

В 60-70-е годы XX в. в Беларуси была
проведена широкомасштабная осушительная
мелиорация, что было обусловлено высокой
переувлажненностью и заболоченностью
территории (66% с.-х. угодий).

76.

Экологические последствия
снижение уровня
грунтовых вод
сокращение
биоразнообразия
пересыхание малых рек
сработка торфа
Изменение
микроклимата
пожары на торфяниках
ветровая эрозия
Осушенное болото – источник выбросов СО2 в
атмосферу!