Положительные и отрицательные стороны зеленой революции. Первый этап зеленой революции
Проблема обеспечения малоразвитых стран продовольствием, нерешенная и по сей день, возникла не вчера. Попытки решить ее постоянно предпринимались на разных уровнях. В 40-х годах 20 века в странах Латинской Америки начались преобразования, которые должны были привести к повышению урожайности, а значит, позволить этим странам вырабатывать достаточно сельскохозяйственной продукции для удовлетворения нужд своего населения. Эти преобразования получили название «зеленая революция». И действительно, изменения произошли значительные. Стали они благом или еще больше усугубили положение нуждающихся стран? Обсудим далее.
Сам термин «зеленая революция» впервые был использован в 1968 году В. Гаудом, директором Агентства США по международному развитию. Этим словосочетанием он охарактеризовал уже видимые значительные изменения в и стран Азии. А начались они с программы, принятой в начале 1940-х годов правительством Мексики и Фондом Рокфеллера.
Основные задачи
Программы в нуждающихся в продовольствии странах основными задачами ставили следующие:
- выведение новых сортов с большей урожайностью, которые были бы устойчивы к вредителям и погодным явлениям;
- разработка и совершенствование систем ирригации;
- расширение применения пестицидов и химических удобрений, а также современной сельскохозяйственной техники.
«Зеленая революция» ассоциируется с именем американского ученого, получившего в 1970 году Нобелевскую премию за вклад в решение продовольственной проблемы. Это Норман Эрнест Борлоуг. Он занимался выведением новых сортов пшеницы с самого начала реализации новой сельскохозяйственной программы в Мексике. В результате его работы был получен устойчивый к полеганию сорт с коротким стеблем, а урожайность в этой стране за первые 15 лет выросла в 3 раза.
Позднее опыт выращивания новых сортов перенимали и другие страны Латинской Америки, Индия, страны Азии, Пакистан. Борлоуг, про которого говорили, что он «накормил мир», возглавлял Международную программу улучшения пшеницы, позднее выступал в качестве консультанта и вел преподавательскую деятельность.
Говоря о переменах, которые принесла «зеленая революция», сам стоявший у ее истоков ученый говорил о том, что это лишь временная победа, и признавал как наличие проблем в реализации программ по увеличению производства продовольствия в мире, так и очевидный экологический ущерб для планеты.
«Зеленая революция» и ее последствия
Каковы были итоги преобразований, продолжавшихся несколько десятков лет в разных частях света? Немного статистики. Есть данные о том, что число калорий в дневном рационе жителей развивающихся стран увеличилось на 25%, и многие связывают это с теми достижениями, которые принесла «зеленая революция». Это стало результатом освоения новых земель и повышения урожайности риса и пшеницы на уже разработанных полях в 15 странах. Был получен 41 новый сорт пшеницы. При увеличении площади обрабатываемых земель на 10-15% прирост урожая составил 50-74%. Однако преобразования практически не затронули нуждающиеся страны Африки, в том числе по причине неразвитости местной инфраструктуры.
Обратной стороной медали является, прежде всего, воздействие на биосферу. Следы давно запрещенного препарата ДДТ до сих пор находят в Антарктиде. был нанесен значительный ущерб почвам, а столь интенсивное использование полей привело к их почти полному истощению. Неграмотная установка и обслуживание стали причиной загрязнения поверхностных водоемов. Сегодня ресурс для дальнейшего развития в этом направлении практически исчерпан, а значит, острота продовольственной проблемы будет только нарастать.
Также много говорится о том, что в действительности в результате «зеленой революции» развивающиеся страны стали своего рода продовольственными колониями. Уровень развития земледелия в частных хозяйствах по-прежнему невысок, а многие частные фермеры лишились плодородных земель. Открытым остается вопрос и о влиянии на здоровье человека.
29. «Зеленая революция» и ее последствия
Одной из проблем человеческого общества на современном этапе развития является необходимость увеличения производства пищевой продукции. Это связано с увеличением численности населения планеты и истощением ее почвенных ресурсов.
Временные положительные результаты повышения производства зерновых культур были достигнуты в третьей четверти XX в. Их удалось добиться в странах, где значительно увеличилось расходование энергии, применялись прогрессивные формы агротехники, использовались минеральные удобрения. Повысились урожаи пшеницы, риса, кукурузы. Были выведены новые высокоурожайные сорта растений. Произошла так называемая зеленая революция. Эта революция не коснулась стран, не обладающих достаточным объемом необходимых ресурсов.
«Зеленая революция » происходила как на традиционно используемых сельскохозяйственных территориях, так и на вновь освоенных. Агроценозы, созданные человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции, обладают малой экологической надежностью. Подобные экосистемы не могут самовосстанавливаться и саморегулироваться. В результате «зеленой революции» было оказано большое воздействие на биосферу планеты. Получение энергии неизбежно сопровождалось загрязнением атмосферного воздуха и воды. Агротехнические меры, применяемые при обработке почв, привели к обеднению и деградации почв. Использование минеральных удобрений и пестицидов способствовало атмосферному и речному антропогенному притоку соединений азота, тяжелых металлов, хлорорганических соединений в воды Мирового океана. Широкое применение органических удобрений стало возможным вследствие увеличения объемов их производства.
Объекты производства и хранения удобрений и пестицидов внесли свой весомый вклад в копилку загрязнений биосферы.
«Зеленая революция» возникла в результате бурного роста промышленности и развития науки.
За время «зеленой революции» были освоены большие площади целинных земель. В течение нескольких лет собирались высокие урожаи. Но «ничто не дается даром» согласно одному из положений Б. Коммонера. Сегодня многие из таких территорий - истощенные бескрайние поля. Для восстановления этих экосистем потребуется не одно столетие.
Повышение человеком продуктивности экосистем привело к увеличению затрат на поддержание их в стабильном состоянии. Но существует предел такого увеличения до момента, когда оно станет экономически невыгодным.
В результате «зеленой революции» у человечества добавилось экологических глобальных проблем.
30. Значение и экологическая роль применения удобрений и пестицидов
Свойство удобрений повышать плодородие почв и урожайность выращиваемых человеком культурных растений известно издревле. В качестве удобрений в течение многих тысячелетий используются компосты, птичий помет, перегной, навоз. Обогащение почвы необходимыми для сельскохозяйственных культур веществами достигается в результате запашки в почву зеленых бобовых растений (гороха, люцерны), выращенных на месте. Перечисленные удобрения относятся к органическим.
Характеристики почвы можно улучшить применением минеральных (химических) удобрений, которые содержат в большом количестве один или несколько основных элементов питания растений, микроэлементы (марганец, медь и др.). С помощью минеральных удобрений можно поддерживать баланс азота, фосфора, калия в почве. При необходимости коррекции величины водородного показателя рН в почву вносят известь или гипс. В качестве удобрений сегодня используются культуры микроорганизмов, бактерий, переводящих органические и минеральные вещества в форму, легко усваиваемую растениями. Пестициды используются человеком для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, изделий из шерсти, хлопка, кожи, в качестве преграды воздействию вредителей и для борьбы с переносчиками заболеваний. Пестициды - химические вещества, использование которых неизбежно оказывает отрицательное воздействие на человека и природную среду. Применение гербицидов и ядохимикатов вызывает гибель ряда почвенных организмов, изменение почвообразовательного процесса. Использование пестицидов должно осуществляться с соблюдением норм и назначения. Некоторые хлорорганические пестициды, в частности ДДТ, запрещены для использования. В качестве пестицидов используются хлордан, гексахлорбензол, гексахлорциклогексан и линдан, токсафен, мирекс. Большинство этих веществ жирорастворимы и накапливаются в жировых тканях организма животных и человека, влияют на репродуктивную функцию, вызывают онкологические заболевания, изменения в нервной системе. Пестициды глубоко проникают в почву - до 70115 см. Следует отметить, что пестициды мигрируют в пахотном горизонте на глубину до 200 см. Происходит попадание пестицидов в горизонты подземных вод, которые в местах разгрузки выносят загрязнения в поверхностные водные объекты. В настоящее время многие сельскохозяйственные культуры, являющиеся основой важнейших продуктов питания, - зерновые, масличные, овощные, корне и клубнеплоды - загрязнены хлорорганическими пестицидами.
Как известно, 70-е годы оказались крайне неблагоприятными для большинства развивающихся стран - они пережили топливно-энергетический кризис, масштабные стихийные бедствия, ухудшение условий внешней торговли и пр.
Частью этих проблем стало обострение продовольственного положения. Чистый импорт продовольствия (т.е. импорт минус экспорт) вырос с 15 млн. т в среднем за 1966-1970 годы до 35 млн. т за 1976-1979 годы. Кризисное состояние сельского хозяйства существенно ускорило мероприятия по развертыванию зеленой революции в 70-90-е годы.
Сам термин «зеленая революция» впервые был использован в 1968 году В. Гаудом, директором Агентства США по международному развитию. Этим словосочетанием он охарактеризовал уже видимые значительные изменения в сельском хозяйстве Мексики и стран Азии. А начались они с программы, принятой в начале 1940-х годов правительством Мексики и Фондом Рокфеллера.
Зелёная революция – это переход от экстенсивного земледелия, когда увеличивали размер полей к интенсивному – когда увеличивали урожайность, активно применяли всяческие новые технологии. Это преобразование сельского хозяйства на основе современной агротехники. Это внедрение новых разновидностей зерновых культур и новых методов, ведущих к повышению урожаев.
Программы развития сельского хозяйства в нуждающихся в продовольствии странах основными задачами ставили следующие:
выведение новых сортов с большей урожайностью, которые были бы устойчивы к вредителям и погодным явлениям;
разработка и совершенствование систем ирригации;
расширение применения пестицидов и химических удобрений, а также современной сельскохозяйственной техники .
«Зеленая революция» ассоциируется с именем американского ученого, получившего в 1970 году Нобелевскую премию за вклад в решение продовольственной проблемы. Это Норман Эрнест Борлоуг. Он занимался выведением новых сортов пшеницы с самого начала реализации новой сельскохозяйственной программы в Мексике.
В результате его работы был получен устойчивый к полеганию сорт с коротким стеблем, а урожайность в этой стране за первые 15 лет выросла в 3 раза.
Позднее опыт выращивания новых сортов перенимали и другие страны Латинской Америки, Индия, страны Азии, Пакистан. Борлоуг, про которого говорили, что он «накормил мир», возглавлял Международную программу улучшения пшеницы, позднее выступал в качестве консультанта и вел преподавательскую деятельность.
Говоря о переменах, которые принесла «зеленая революция», сам стоявший у ее истоков ученый говорил о том, что это лишь временная победа, и признавал как наличие проблем в реализации программ по увеличению производства продовольствия в мире, так и очевидный экологический ущерб для планеты.
2. Результаты зеленой революции
Норман Борлауг вывел сорт пшеницы «Мексикале», которая давала урожай в 3 раза выше, чем старые сорта. Вслед за Борлаугом и другие селекционеры начали выводить высокоурожайные сорта кукурузы, сои, хлопка, риса и прочих сельскохозяйственных культур.
Вместе с этими сортами-рекордсменами были введены новые интенсивные системы обработки почвы с оборотом пласта, высокие дозы удобрений, полив, самые разнообразные пестициды и монокультура, т.е. выращивание на одном поле одной и той же культуры в течение многих лет .
Появились и высокопродуктивные животные, для поддержания здоровья которых нужны были не только обильные корма, но и витамины, антибиотики, а для быстрого наращивания массы - стимуляторы роста. Первая зеленая революция была особенно успешной в странах тропического пояса, так как при круглогодичном выращивании растений доход от новых сортов был особенно велик.
Зеленая революция развивалась под влиянием как повышенной отдачи от инвестиций в новый аграрно-индустриальный комплекс, так и масштабной деятельности государства.
Оно создавало необходимую дополнительную инфраструктуру, организовывало закупочную систему и, как правило, поддерживало высокие закупочные цены - в отличие от начального этапа модернизации 50-60-х годов .
В результате в 1980-2000 годах в Азии среднегодовые темпы увеличения сельскохозяйственного (преимущественно продовольственного) производства достигли 3,5%.
Поскольку такие темпы превышали естественный прирост населения, в большинстве стран это позволило решить продовольственную проблему.
Вместе с тем зеленая революция развертывалась неравномерно и не сразу дала возможность решить аграрные проблемы в целом, они еще остро стоят в ряде отстающих государств.
Одна из главных проблем, порождаемых демографической ситуацией в мире, – обеспечение питанием быстрорастущего населения. В мире ежегодно появляется 90–100 млн новых едоков, а мировое сообщество со всей его технологической мощью пока не может накормить в надлежащей мере даже тех голодных, которые уже существуют. Ни одной стране мира пока еще не удалось повысить благосостояние и добиться развития экономики без предварительного резкого увеличения производства продуктов питания, главным источником которых всегда оставалось сельское хозяйство.
Продовольственная проблема – многоплановая, она имеет социальный, экономический и экологический аспекты. Вплоть до ХХ столетия большинство людей на планете не имели достаточного количества пищи для нормальной или хотя бы сносной жизни. От голода, крайнего проявления продовольственной проблемы, в 20-е гг. ХХ в. страдало 2/3 человечества. В конце столетия эта доля сократилась до 1/4 населения планеты, но с учетом демографического взрыва абсолютное число голодающих не уменьшилось. По данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), в настоящее время в мире недоедают и голодают более 1 млрд человек, ежегодно умирают от голода около 10 млн человек и 100 млн находятся под угрозой смерти. Численность людей, калорийность пищи которых меньше критической нормы (1400–1600 ккал/день) составляет около 700 млн человек. (Для сравнения – калорийность пищи узников Освенцима составляла примерно 1700 ккал.)
Отметим, однако, что для экономически развитых стран, в которых проживает менее 15% населения Земли, явление голода или недоедания не характерно. В США и Франции уровень продовольственного самообеспечения превышает 100%, в Германии составляет 93%, в Италии – 78%. Эти страны сейчас производят и потребляют более 3/4 мирового продовольствия. Для их жителей характерными становятся переедание и излишний вес. Общее число таких переедающих оценивается в 600 млн человек – около 10% населения Земли. В США в эту категорию попадает более половины жителей в возрасте от 20 лет и старше.
Основным источником продуктов питания для человека является сельское хозяйство. При этом главным ресурсом земледелия служат плодородные распахиваемые почвы. Но площадь пахотнопригодных земель постоянно сокращается. Особенно интенсивно этот процесс идет в настоящее время – огромные площади пашни отторгаются под строительство городов, промышленных предприятий, дорог, «съедаются» оврагами.
Большой урон сельскохозяйственным землям наносят процессы опустынивания: ускоренными темпами идут дефляция и эрозия, уничтожается растительный покров. В результате бессистемного использования за всю историю цивилизации около 2 млрд га продуктивных земель превратились в пустыни: на заре земледелия продуктивные земли составляли около 4,5 млрд га, а сейчас их осталось около 2,5 млрд га.
Площадь антропогенных пустынь равна
примерно 10 млн км 2 , или 6,7% всей поверхности
суши. Процесс опустынивания идет со скоростью 6,9
млн га в год и уже выходит за пределы ландшафтов
аридной зоны. Под угрозой опустынивания
находятся порядка 30 млн км 2 (около 19%) суши.
Угрожающе расширяет свои границы Сахара – величайшая пустыня мира (9,1 млн км 2). По официальным данным властей Сенегала, Мали, Нигера, Чада и Судана, темпы ежегодного продвижения края Сахары составляют от 1,5 до 10 м. За последние 50 лет ее площадь увеличилась на 700 тыс. км 2 . А ведь относительно недавно, в III тысячелетии до н.э., территория Сахары представляла собой саванну с густой гидрографической сетью. Ныне там песчаный покров достигает полуметровой высоты.
Наряду с абсолютным сокращением площади сельскохозяйственных земель происходит относительное их уменьшение в связи с быстрым ростом населения планеты. В настоящее время на одного жителя планеты приходится около 0,3 га пахотных земель. (Для сравнения и подпитки патриотических чувств заметим, что в России эта величина составляет около 0,9 га!)
Считается, что если на 1 человека в год с 1 га собирать 1 т зерна, то проблемы голода не будет. Шестимиллиардному населению планеты требуется 6 млрд т зерна, а собирается всего около 2 млрд. Одна из причин этого – малая площадь пахотных земель в расчете на одного человека и низкая в целом их производительность. Земля сегодня не в состоянии прокормить всех своих жителей.
Есть и другой расчет. В биосфере человечество занимает вершину экологической пирамиды и потому должно образовывать биомассу существенно меньшую, чем биомасса живого вещества биосферы в целом. По мнению ряда экологов, биосфера сохраняет устойчивость, если на душу населения приходится не менее 250 т/год живого вещества. С учетом суммарной биопродукции биосферы допустимая численность населения нашей планеты 3–4 млрд человек.
Поэтому не случайно, что глобальные экологические проблемы (в том числе и продовольственная) стали проявляться именно после того, как общее число людей на Земле превысило этот предел. Теперь с каждым годом, в условиях экспоненциального роста населения, острота этих проблем усиливается.
До середины XX в. мало кто задумывался над тем, что производство не может возрастать беспредельно и обязательно натолкнется на ограниченность природных ресурсов, в том числе почвенных, необходимых для сельского хозяйства.
Анализ ситуации показывает, что экстенсивный путь решения продовольственной проблемы за счет расширения площадей под сельхозпродукцию, освоения имеющихся еще резервных земель неперспективен. Темпы такого прироста отстают и будут отставать от темпов прироста населения. Прогнозируется, что мировой душевой показатель обеспеченностью пахотной землей к середине нынешнего столетия уменьшится втрое.
Эти обстоятельства имеют непосредственное отношение к попытке решить продовольственную проблему интенсивным путем , получившим название «зеленая революция» . Так был назван прорыв, достигнутый в производстве продовольствия на планете в 1960-е гг. «Отцом» «зеленой революции» считается американский ученый-селекционер проф. Норман Э. Борлоуг, лауреат Нобелевской премии мира 1970 г. За счет механизации, химизации, ирригации, повышения энерговооруженности хозяйств, использования новых более высокоурожайных и более болезнеустойчивых сортов сельскохозяйственных культур, наиболее продуктивных пород скота удалось увеличить производство сельскохозяйственной продукции с тех же и даже меньших площадей.
«Зеленая революция» на время сняла проблему голода в тропических районах мира. За счет широкого распространения высокопродуктивных и низкорослых сортов пшеницы и риса в тропических районах Азии и Африки, в наибольшей степени страдавших от нехватки продовольствия, многие развивающиеся страны смогли на определенное время преодолеть угрозу голода.
На Всемирной продовольственной конференции в Риме в 1974 г. было заявлено о решении покончить с голодом в течение десятилетия. Основные надежды тогда возлагались на интенсификацию сельского хозяйства за счет выведения новых высокопродуктивных сортов растений и пород животных, химизации сельского хозяйства, использования мощной техники и новых технологий. Однако именно через 10 лет после конференции и через 14 лет после получения Борлоугом Нобелевской премии, в 1984 г., произошло резкое обострение продовольственного кризиса, вызванное в первую очередь жесточайшей засухой в Сахельском районе Африки, унесшей миллионы жизней.
Несмотря на достижения «зеленой революции», довольно сложная продовольственная ситуация сохраняется до сих пор. На земном шаре сейчас больше недоедающих и голодающих, чем когда-либо раньше, и число их растет. Зона голода охватывает огромную территорию по обеим сторонам экватора, включая Азию, прежде всего ее юго-восточную часть, страны Карибского бассейна и Южной Америки, почти всю Африку к югу от Сахары. В последнем регионе есть страны (Чад, Сомали, Уганда, Мозамбик и др.), где доля голодающих и недоедающих людей составляет 30–40% населения.
Ученые и специалисты-практики, политики и экономисты, занятые решением продовольственной проблемы, полагают, что «зеленая революция» захлебнулась, и усматривают несколько причин этого.
Современные новые сорта культурных растений сами по себе не могут обеспечить чудодейственные результаты. Они нуждаются в надлежащем уходе, в строгом выполнении агротехнических приемов в соответствии с календарем и стадией развития растений (нормирование удобрений, полив с контролем влажности, борьба с сорняками и насекомыми-вредителями и др.).
Новые сорта зерновых очень чувствительны к удобрениям, кроме того, им необходимо больше воды, чем старым, чтобы реализовать свои возможности; они более восприимчивы к болезням. Это означает, что фермер должен обладать специальными знаниями по выращиванию новых сортов, а также средствами на приобретение удобрений, механизмов для ирригации, пестицидов. Когда все это выполнялось под руководством специалистов и в рамках Международной сельскохозяйственной программы, положительный результат был налицо. Однако в отдаленных от цивилизации районах Азии, Африки и Южной Америки технологии «зеленой революции» были недоступны большинству крестьян. Сельское население стран третьего мира оказалось неподготовленным к технологической революции, которая характерна для сельского хозяйства экономически развитых стран.
При оценке возможностей интенсивного пути развития следует также иметь в виду, что потенциал механизации, ирригации, химизации в настоящее время в значительной мере исчерпан. Например, произошло резкое сокращение орошаемых площадей из-за ограниченности водных ресурсов.
Немецкий философ Ф.Энгельс в «Диалектике природы» предостерегал «... не слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают последствия первых».
Имела непредвиденные последствия и «зеленая революция». Прежде всего это засоление почв, вызванное плохо спроектированными и обслуживаемыми ирригационными системами, а также загрязнение почв и поверхностных водоемов, обусловленное в значительной мере неправильным использованием удобрений и химических средств защиты растений.
Используя химикаты по прямому назначению, как правило, невозможно предотвратить их попадание в воздух, почву или воду. Эти вещества могут нанести вред человеку, животным, растениям, микроорганизмам, а также зданиям и сооружениям, машинам и механизмам.
Вред, наносимый живым объектам окружающей среды, обусловлен, в частности, тем, что эти химикаты токсичны (ядовиты), канцерогенны (способны вызывать раковые заболевания), мутагенны (способны влиять на наследственность), тератогенны (способны вызывать уродства) и т.д. Последствия одновременного воздействия на среду нескольких веществ до сих пор мало изучены.
Некоторые вредные химические соединения, попав в природный круговорот, превращаются в безвредные, другие же годами и десятилетиями сохраняют свои свойства. Эти последние, даже при небольшой степени их концентрации в среде, поступив в живой организм (человека, животного или растения), почти не выводятся из него или выводятся очень медленно. Происходит кумуляция этих веществ, и их концентрация становится опасной.
Новые сорта зерновых очень чувствительны к удобрениям. Фактически, высокие урожаи можно получить только при внесении большого количества удобрений. Особенно широкое распространение получили недорогие азотные удобрения на основе синтетического аммиака, ставшие неотъемлемым атрибутом современных технологий растениеводства. Сегодня в мире ежегодно потребляется свыше 80 млн т азотных удобрений. По оценкам специалистов, изучающих азотные циклы в природе, не менее 40% из 6 млрд человек, населяющих ныне планету, живы лишь благодаря открытию синтеза аммиака. Внести такое количество азота в почву с помощью органических удобрений было бы совершенно невозможно.
Высокие дозы минеральных удобрений нередко ухудшают качество сельскохозяйственной продукции, особенно в засушливых районах, где подавлены механизмы микробиологической денитрификации. Потребление такой продукции животными и человеком приводит к расстройству пищеварения, острому отравлению.
Минеральные удобрения оказывают прямое и косвенное действие на свойства почв, на развитие биологических процессов в природных водах. Как показали исследования, длительное внесение таких удобрений без известкования вызывает повышение кислотности почв, накопление в них токсичных соединений алюминия и марганца, что снижает плодородие и приводит к деградации почв.
Удобрения смываются с полей при их нерациональном использовании или, неусвоенные растениями, вымываются из почвы обильными дождями и попадают в грунтовые воды и в поверхностные водоемы.
Присутствующие в удобрениях ионы нитратов, фосфатов, аммония, попадая со сточными водами в водоемы, способствуют их зарастанию фитопланктоном.
Для нормального функционирования водных экосистем они должны быть олиготрофными , т.е. бедны питательными веществами. В этом случае наблюдается динамическое равновесие всех групп организмов в экосистеме – продуцентов, консументов и редуцентов. При поступлении в водоемы нитратов и особенно фосфатов скорость продуцирования – фотосинтезирования органики фитопланктоном – начинает превышать скорость потребления фитопланктона зоопланктоном и другими организмами. Водоем «зацветает» – в фитопланктоне начинают преобладать синезеленые водоросли, некоторые из них придают воде неприятный запах и вкус, могут выделять токсичные вещества. Формируются благоприятные условия для жизнедеятельности анаэробных организмов. При разложении водорослей в результате целого ряда взаимосвязанных процессов брожения в воде увеличивается концентрация свободной углекислоты, аммиака, сероводорода. Явление насыщения вод питательными веществами, способствующее усиленному росту водорослей и бактерий, потребляющих разлагающиеся водоросли и поглощающих кислород, и ведущее к гибели высшей водной биоты, называется эвтрофированием .
Зависимость роста фитопланктона от содержания фосфатов в воде
Растворимые соединения азота не только способствуют зарастанию водоемов (как фосфаты), но и повышают токсичность воды, делая ее опасной для здоровья людей, если такая вода используется как питьевая. Попадая вместе с пищей в слюну и тонкий кишечник, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате в крови образуются нитрозилионы, которые могут окислять железо Fe(II) в гемоглобине крови до железа Fe(III), что препятствует связыванию кислорода гемоглобином. В результате возникают симптомы кислородной недостаточности, приводящей к синюхе. При переходе 60–80% железа (II) гемоглобина в железо (III) наступает смерть.
Кроме того, нитриты образуют в кислой среде желудка азотистую кислоту и нитрозамины (вместе с органическими аминами из животной и растительной пищи), обладающие мутагенным действием. Отметим также, что вода эвтрофированных водоемов агрессивна относительно бетона, разрушает материалы, применяющиеся при гидростроительстве, засоряет фильтры и трубопроводы водоприемных устройств.
Составной частью программы повышения урожайности сельскохозяйственных культур в рамках «зеленой революции» было широкое использование пестицидов .
Пестициды использовались и раньше, это были т.н. пестициды первого поколения – токсичные неорганические вещества, в состав которых входили мышьяк, цианид, некоторые тяжелые металлы, например ртуть или медь. Они обладали низкой эффективностью и не спасали от катастрофических потерь урожая, таких, как поражение фитофторой картофеля почти во всей Европе в середине XIX в., что стало причиной массового голода. Кроме того, эти пестициды так изменяли минеральный и биотический состав почвы, что в некоторых местах она до сих пор остается бесплодной.
На смену им пришли пестициды второго поколения на основе синтетических органических соединений. Особую роль среди них сыграл ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан). Изучением свойств этого вещества еще в 1930-е гг. занимался швейцарский химик Пауль Мюллер.
ДДТ оказался веществом, чрезвычайно токсичным для многих насекомых-вредителей, относительно безвредным, как казалось, для человека и других млекопитающих, стойким (с трудом разрушался и обеспечивал продолжительную защиту от насекомых-вредителей) и сравнительно дешевым в производстве. ДДТ оказался эффективен и в борьбе с насекомыми, переносящими инфекцию. Благодаря повсеместному применению ДДТ, организованному Всемирной организацией здравоохранения при ООН (ВОЗ), заметно сократилась смертность от малярии, были спасены миллионы жизней.
Достоинства ДДТ казались такими неоспоримыми, что Мюллер в 1948 г. получил за свое открытие Нобелевскую премию. Однако в течение двух последующих десятилетий обнаружились серьезные отрицательные последствия применения ДДТ. Аккумулируясь в трофических цепях, хлорпроизводные углеводороды (ДДТ и семейство подобных ему пестицидов) становились опасными токсикантами, снижающими сопротивляемость болезням, негативно влияющими на репродуктивные способности и терморегуляцию. Были отмечены многочисленные случаи гибели разнообразной водной биоты (речной и морской), птиц и других животных. Например, принесенный реками в океан ДДТ убивал хищников, питавшихся яйцами морских звезд «терновый венец». В результате эти, прежде достаточно редкие морские обитатели, размножились в таких количествах, что стали угрожать экологическому равновесию, уничтожая сотни квадратных километров коралловых рифов. В начале 1970-х гг. применение ДДТ запретили в большинстве развитых стран (в том числе и в СССР, где он широко использовался на хлопковых полях).
Кроме того, пестициды пагубно влияют на здоровье в первую очередь сельского населения, людей, занятых на сельскохозяйственных работах. По оценкам ВОЗ, они до сих пор ежегодно уносят жизни 20 тыс. человек и вызывают отравление у миллионов людей, главным образом в развивающихся странах.
В настоящее время все большее внимание уделяется экологическим способам борьбы с сельскохозяйственными вредителями, основанными на том, чтобы найти естественных врагов и «натравить» их на вредителя, не затрагивая другие виды. По оценкам энтомологов, лишь сотая часть из тысяч известных видов растительноядных насекомых является серьезными вредителями, популяции остальных удерживаются одним или несколькими естественными врагами на таком низком уровне, что не могут причинить значительного ущерба. Таким образом, на первое место выходит не борьба с вредителями, а охрана их естественных врагов.
Однако следует помнить и о непредсказуемости искусственного вмешательства в устойчивые биоценозы. Вот ставший хрестоматийным пример: сразу после Второй мировой войны по рекомендации ВОЗ для борьбы с малярией на острове Калимантан (Индонезия) производилось опрыскивание местности ДДТ. Погибших от инсектицида комаров поедали тараканы. Сами они не гибли, но становились медлительными и в большом количестве поедались ящерицами. У самих ящериц ДДТ вызывал нервные расстройства, ослабление реакций, и они становились жертвами кошек.
Истребление ящериц кошками привело к размножению гусениц, которые стали поедать тростниковые крыши аборигенов. Гибель кошек, в итоге также отравившихся ДДТ, привела к тому, что поселки наводнили крысы, живущие в симбиозе с блохами, несущими в себе чумные палочки. Вместо малярии жители острова получили другую, более страшную болезнь, – чуму.
ВОЗ прекратила свой эксперимент и завезла на остров кошек, которые и восстановили на нем экологическое равновесие в экосистемах. Кошачьи десанты для борьбы с крысами высаживались на небольших островах Японии в 1961 г. и на островах Малайзии в 1984 и 1989 г.
Неудачи стран третьего мира и международных организаций, содействующих их развитию, пытающихся в рамках реализации «зеленой революции» добиться адекватной отдачи от вложений в сельское хозяйство, свидетельствуют, по мнению многих специалистов, о необходимости второй «зеленой революции» . Теперь ставка делается на новые биотехнологии, в том числе на генную (генетическую) инженерию.
За последние 30 лет биотехнология превратилась в научный метод исследования и производства сельскохозяйственной продукции. Однако отношение к генной инженерии до сих пор неоднозначное как среди производителей, так и среди потребителей сельскохозяйственной продукции.
Сторонники генетической модификации
растений утверждают, что селекция на
молекулярном уровне позволяет создавать сорта,
устойчивые к насекомым-вредителям, к болезням и
гербицидам, к недостатку или избытку влаги в
почве, к жаре или холоду. Также она дает
возможность широко использовать местные сорта
растений, наиболее приспособленные к
определенным климатическим условиям региона,
что способствует сохранению биологического
разнообразия как важнейшего фактора устойчивого
развития. Утверждается, что новым сортам можно
придать высокие питательные характеристики и
другие свойства, благоприятно влияющие на
здоровье. Это последнее утверждение противники
создания генетически модифицированных растений
и генетически модифицированных пищевых
продуктов, принадлежащие главным образом к
«зеленым» организациям, считают наиболее
спорным и опасным, угрозой человеку и природе,
поскольку последствия подобных модификаций
непредсказуемы. На масштабном Всемирном форуме
производителей в Турине (Италия) 5 тыс. участников
из 180 стран пришли к однозначному выводу: ГМО
(генетически модифицированные организмы) никуда
не годятся, они вредны для экологии, для здоровья
людей и животных. В США, где полтора десятка лет
назад поступил в продажу первый в мире
генетически модифицированный продукт (помидоры),
сейчас уже 20% посевных площадей отведено под
производство экологически чистой продукции.
По мнению А.Баранова, президента Общенациональной ассоциации генетической безопасности, неприятие трансгенных продуктов, происходящее во всем мире, это «революция снизу», потребители своим кошельком голосуют против них, за экологически чистую продукцию не только без пестицидов, но и без ГМО. Но тем не менее вот уже 10 лет во всех вареных колбасах, которые мы в России покупаем и едим, наполнителем, определяющим и цвет и вкус, являются ГМ-кукуруза и ГМ-соя.
Споры о генетически модифицированных организмах продолжаются, они имеют не только прикладной – научный и экономический, но и философский и даже политический характер.
Пестициды – вещества, используемые для борьбы с сельскохозяйственными вредителями и сорняками. Подразделяются на группы в зависимости от организмов, для борьбы с которыми они предназначены. Например, гербициды уничтожают растения, инсектициды – насекомых.
Понятие о "зеленой революции"
В середине ХIХ века в земледелии развитых стран стали активно использоваться химические удобрения, что вместе с другими научно-техническими достижениями позволило довести урожайность зерновых в некоторых европейских странах до 80–90 ц/га – вдесятеро больше, чем во времена средневековья. С середины ХХ века химические удобрения стали широко использоваться и в развивающихся странах, что позволило заметно увеличить урожайность. Наряду с внедрением агрохимии важную роль сыграло выведение и распространение новых высокоурожайных сортов риса и пшеницы. Резкий скачок в росте производительности сельского
Хозяйства в развивающихся странах в 1960 – 70- е годы получил название «зеленой революции».
Мексику можно считать родоначальницей «зеленой революции» в начале 60 – х годов были выведены новые высокоурожайные сорта короткостебельной пшеницы, имеющей непривычный красноватый цвет. Затем они получили распространение в Индии, Пакистане, некоторых других странах Азии. Примерно в это же на Филиппинах удалось вывести сорт «чудо - риса», так же обеспечивающий большой рост урожайности.
Конечно, социальные последствия «зеленой революции»:
Удалось снизить остроту продовольственной проблемы,
Стало возможным освободить часть людей из сельского хозяйства,
Увеличился процесс урбанизации,
Возник приток рабочих рук на промышленные предприятия,
Люди стали более мобильными.
Однако уже в период 1970 – 80- х годов стали очевидными и отрицательные последствия «зеленой революции»,проявившиеся как вокружающей среде (в состоянии почвы, воды и биоразнообразии), так и отразившиеся на человеческом здоровье. Усилился сток элементов минерального питания с полей в водоемы (от избытка азота и фосфора происходит «взрывное» размножение фитопланктона, изменение качества питьевой воды, гибель рыб и др. животных). Увеличился сток сульфатов из наземных агроценозов в реки и моря. Огромные площади земельных угодий подверглись почвенной эрозии, засолению и уменьшению их плодородия. Множество водных источников были загрязнены. Значительное число диких
и домашних видов растений и животных навсегда исчезло. Остатки вредных пестицидов в пище и питьевой воде подвергли опасности здоровье фермеров
и потребителей.
Значение и экологическая роль применения удобрений и пестицидов
Пестициды
Пестициды (от лат. pestis –зараза иcaedo -убиваю) –химическиепрепараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для
Пестициды классифицируют в зависимости от групп организмов,на которые они действуют:
1. Гербициды – для уничтожения сорной растительности;
2. Зооциды – для борьбы с грызунами;
3. Фунгициды – против возбудителей грибковых заболеваний;
4. Дефолианты – для удаления листьев;
5. Дефлоранты – для удаления лишних цветков и д.р.
Поиск эффективных средств для борьбы с вредителями продолжаются до сих пор.
Сначала использовали вещества, содержащие тяжелые металлы, такие как свинец, мышьяк и ртуть. Эти неорганические соединения часто называют пестицидами первого поколения. Теперь известно, что тяжелые металлы могут накапливаться в почвах и подавлять развитие растений. В некоторых местах почвы настолько ими отравлены, что и теперь спустя 50 лет, все еще остаются бесплодными. Эти пестициды утратили свою эффективность, т. к. вредители становятся устойчивыми к ним.
Пестициды второго поколения –на основе синтетическихорганических соединений. В 1930 г. швейцарский химик Пауль Мюллер начал систематически изучать воздействие некоторых из этих соединений на насекомых. В 1938 г. он натолкнулся на дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ).
ДДТ – оказался веществом, чрезвычайно токсичным для насекомых, и как казалось, относительно безвредным для человека и других млекопитающих. Производство обходилось недорого, обладал широким спектром действия, с трудом разрушался в окружающей среде, обеспечивая продолжительную защиту.
Достоинства казались столь выдающимися, что Мюллер в 1948 году получил за свое открытие Нобелевскую премию.
Впоследствии было обнаружено, что ДДТ накапливается в пищевых цепях и организме человека (обнаружен в молоке кормящих матерей, в жировых тканях). В настоящее время ДДТ снят с производства во всем мире.
Агрохимическая промышленность заменила пестициды второго поколения – нестойкими пестицидами – это синтетические органические вещества, разлагающиеся на простые не ядовитые продукты уже через несколько дней или недель после применения. Это пока лучшей вариант, хотя есть и свои минусы - некоторые токсичнее ДДТ, нарушают экосистему обработанного района, полезные насекомые могут быть не менее чувствительны к нестойким пестицидам, чем вредители.
Основные последствия применения пестицидов в сельском хозяйстве:
1.Пестициды убивают и полезные виды насекомых, порой представляя прекрасные условия для размножения новых сельскохозяйственных вредителей;
2) Многие виды пестицидов вредны для почвенных организмов, необходимых для поддержания здоровья растений;
3) При применении пестицидов сам фермер рискует здоровьем: от отравления агрохимикатами ежегодно погибает 200 тыс. человек;
4) Часть пестицидов остается в продуктах питания и питьевой воде;
5) Многие пестициды очень устойчивы и способны аккумулироваться в теле человека и проявлять отрицательные эффекты лишь с течением времени. Некоторые пестициды способны вызывать хронические заболевания, аномалии у новорожденных, рак и прочие заболевания.
Отмеченные обстоятельства привели к тому, что некоторые
пестициды уже запрещены в экономически развитых странах, однако в развивающихся странах их использование практически не ограничено.
Удобрения
Удобрения – это неорганические и органические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов.
Они бывают: минеральные (химические), органические и бактериальные (искусственное внесение микроорганизмов с цельюповышения плодородия почв).
Минеральные удобрения –добытые из недр или промышленнополученные химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец).
Органические удобрения –это перегной,торф,навоз,птичийпомет (гуано), различные компосты, сапропель (пресноводный ил).
Становление органического сельского хозяйства
В противовес «зеленой революции» в развитых странах среди фермеров и покупателей стала распространяться концепция органического сельского хозяйства.
Однако, так называемый «бум» органического сельского хозяйства начался только в 1990-х годах, что было связано с реакцией на накопившиеся в мире экологические проблемы и продуктовые скандалы. Жители развитых стран были готовы платить больше, за высококачественные товары. Государства некоторых стран стали уделять особое внимание развитию этого направления сельского хозяйства. В тот же период появляется ряд инновационных технологий для органического земледелия (особенно средства биологической борьбы с вредителями), развиваются институты и исследовательские центры, занимающиеся исследованиями в области органического сельского хозяйства.
Вопросы
1. Какова цель проведения «зеленой революции»?
2. Назовите пути проведения «зеленой революции».
3. Назовите плюсы и минусы свершения «зеленой революции».
4. Дайте определение терминам – пестициды и удобрения.
5. Назовите основные группы пестицидов.
6. Почему пестициды оказывают негативное влияние на окружающую природную среду?
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ