§ 11. Ґрунт як екологічний фактор

Мешканці ґрунту – едафобіонти формують складну харчову детритну мережу: бактерії, водорості, найпростіші, молюски, членистоногі і їхні личинки, дощові хробаки і багато інших. Усі ці організми відіграють величезну роль у формуванні ґрунту і зміні його фізико-хімічних характеристик.

Рослини поглинають із ґрунту необхідні мінеральні речовини, але після смерті рослинних організмів вилучені елементи повертаються до ґрунту. Ґрунтові організми поступово переробляють всі органічні залишки. Таким чином, у природних умовах відбувається постійний кругообіг у ґрунті.

Значення ґрунтового покриву

Ґрунтовий покрив являє собою важливий компонент біосфери Землі. Саме ґрунтова оболонка визначає багато процесів, що відбуваються в біосфері.

Найважливіше значення ґрунтів полягає в акумулюванні органічної речовини, різних хімічних елементів, а також енергії. Ґрунтовий покрив виконує функції біологічного поглинача, руйнівника і нейтралізатора різних забруднень. Якщо ця ланка біосфери буде зруйнована, то сформоване функціонування біосфери безповоротно порушиться.

Земельний фонд світу

Земельний фонд земної кулі становить 3,9 млрд га. З них 1,5 млрд – орні землі, оброблювані людиною – це поля, сади, плантації виноградників, фінікових і кокосових пальм, бананів, рису, кукурудзи, тютюну, кави, чаю, бавовнику, цукрового буряка і цукрового очерету, зернових і зернобобових культур, лікарських трав, кормових культур і ін., а 2,4 млрд га – це луги, сінокісні угіддя, пасовища на гірських схилах, у напівпустелях, використовувані людиною постійно або сезонно.

Земля подає сигнал SOS

Головний фундамент життя – ґрунти – повсюди на Землі деградують. У той час як один сантиметр чорнозему утворюється протягом 200-1000 років, у наш час 1 см ґрунту гине за 3 роки. На утворення гумусового горизонту природа затрачає від 1 тис. до 10 тис. років.

Отруїти і зруйнувати легко, створити в найближчому майбутньому – неможливо.

Щорічно на планеті виходить із сільськогосподарського обігу за різними причинами 5-7 млн га земель. Земельний фонд зменшується при водній і вітровій ерозії, засоленні, спустеленні при вирубці лісів, при будівництві міст, доріг, аеродромів, каналів, трубопроводів, видобутку корисних копалин, геологорозвідці, роботі рудників, шахт, кар'єрів.

У Європі 30 млн га ґрунту повністю деградували через утрамбування. Дослідження, проведені Кильським університетом у Німеччині, показали, що після того, як важкий трактор, у якого на кожне колесо припадає 5 т ваги, проїде по полю 6 разів, щільність популяцій безхребетних, наприклад павукоподібних і хробаків, на глибині до одного метра скорочується на 80%. Ці істоти підтримують родючість ґрунту, і їхнє знищення спричиняє зниження врожайності. Через утрамбований ґрунт корені не можуть пробитися всередину, не просочується дощова вода, погано надходить у ґрунт кисень, порушуючи живлення рослин.

Земельний фонд України

Чорноземи – найбільше багатство України. За даними державного комітету статистики, на 2001 р. земельні угіддя України, тобто придатні для сільськогосподарського використання, займають площу 41,8 млн га. З них 32 млн га – це орні землі, що в середньому на одну людину становить 0,64 га. Зовсім недавно, 30 років тому цей показник становив 1,45 га, а земельний фонд був більше 60 млн га. Ученими давно розраховано, щоб задовольнити всі потреби людини в їжі, одязі, ліках та ін. треба, щоб на одну людину припадало не менше 1 га ріллі.

На карті Європи Україна займає 5,7% усієї території, у т.ч. сільгоспугіддя – 18,9% і ріллі – 26,9% усіх європейських земель.

Земля нашої України цінується на планеті, як одна з найбагатших.

Ми – люди, що живуть на цій землі, не знаємо їй ціни і ставимося до неї недобропорядно, якщо не сказати – по-варварськи.

В.В. Докучаєв – учений-ґрунтознавець говорив: «Чорноземи – найдорожче, що є на Землі. Вони дорожче нафти, алмазів, золота й інших багатств».

Ми називаємо землю (ґрунт) Матір'ю-годувальницею. Але тільки на словах, на справі вчиняємо аморально і жорстоко.

Безповоротні втрати. Освоєння території в Україні – 92-95%, а розораність – 56%.

Орні землі становлять 85% від площі степів і лісостепів. Проте 60% чорноземів вже непридатні для с/г використання. Щорічно втрачаються близько 100 тис. га родючих земель, еродовані – 18 млн га, 50 тис. га орних земель – підтоплені. У Запорізькій області одна із серйозніших екологічних проблем – підтоплення і заболочування ґрунтів. Частина земель виходить з обігу внаслідок забруднення важкими металами, пестицидами, гербіцидами, засолення.

Для потреб вугільної і гірничодобувної промисловості віддано 260 тис. га. Промислові і побутові звалища відходів займають понад 300 тис. га. Київське водоймище затопило 160 тис. га, а Каховське і Дніпровське – 210 тис. га чорноземів.

Величезної шкоди земельному фонду України завдано у результаті аварії на Чорнобильській АЕС, унаслідок чого 8,4 млн га заражені радіацією і стали «мертвою зоною» на довгі роки.

Скільки в нас родючого чорнозему на кожному будівництві навічно засипано граншлаком і вдягнено в асфальт і бетон?

Ґрунти Запорізької області – чорноземи звичайні, середні і малогумусні. Потужність гумусового горизонту становить 65-85 см із вмістом гумусу 3-5%, зустрічаються і слабогумусні – 2-3%. Значна частина чорноземів еродовані – загальній ерозії піддається 56,7%, у тому числі водній ерозії – 43,8%. Земельний фонд Запорізької області на 1999 рік становив 2 млн 718 тис га. У ряді районів області в останні роки виникла серйозна екологічна проблема – підтоплення і заболочування ґрунтів.

Ґрунти Запорізької області. Екологічні проблеми. Земельний фонд області

На 2005 р. земельний фонд області включає:
• сільськогосподарських угідь – 2248,38 тис. га;

  із них:

• ріллі – 1млн 905 тис. га;

• багаторічних насаджень – 40 тис. га;

• косовиць і пасовищ – 303 тис. га;

• лісів і лісосмуг – 116,5 тис. га;

• забудованих земель – 94 тис. га;

• відкритих заболочених земель – 7 тис. га;

• землі, покриті піском, щебенем – 25,3 тис. га;

• поверхневі води, суходоли – 171 тис. га.

За станом на 2005 р. в області лише 549 тис. га особливо цінних земель, до яких належать нееродовані суглинні чорноземи на лесах і лучно-чорноземні незасолонцовані суглинні ґрунти.

У порівнянні з 1989 р. площа особливо цінних земель зменшилася на 33,4 тис. га.

З метою охорони ґрунтів, для подолання пагубного впливу ерозійних процесів, досягнення екологічної рівноваги в агроландшафтах розроблена і реалізується «Комплексна програма захисту ґрунтів від водної і вітрової ерозії, інших видів деградації земель на період 1999-2010 р.».

В Україні відбувається виснаження ґрунту через непомірне розорювання земель, ерозії порушення гідрологічного режиму і зміни балансу підземних вод. Уже назавжди зникли степові ландшафти як зональне явище. У Карпатах через вирубку лісів почастішали зсуви і селі.

Деградація земель

Не зважаючи на те, що Запорізька область перебуває в зоні недостатнього зволоження при середній кількості опадів 450-500 мм у рік, у зоні поширюються процеси підтоплення і заболочування, що істотно впливає на екологічний стан території, сільське господарство й умови життєдіяльності людей.

Підвищення рівня ґрунтових вод і, як наслідок, розвиток процесів підтоплення відбувається, головним чином, за рахунок високого техногенного навантаження, а природні фактори лише підсилюють цей вплив. За станом на 2004 р. в області підтоплено 61,5 тис. га сільськогосподарських угідь, у тому числі 12 тис. 455 га зрошуваних земель і 16 тис. га територій міст і сіл.

Кліматичні умови, нераціональне використання сільськогосподарських земель збільшують площі деградованих ґрунтів. Для області характерні: водна і вітрова ерозія, засолення, утворення солонців, ущільнення ґрунтів, зсуви, підтоплення, руйнування гумусового горизонту і зниження вмісту гумусу. Основні причини зменшення гумусу: посилення мінералізації, утрати при змиві верхнього горизонту, недостатня кількість внесення органічних добрив, порушення агротехніки.

За останні 35 років площа еродованих земель збільшилася на 25%. Водною ерозією охоплено 35,5%, а вітровою – понад 90% площі сільськогосподарських угідь.

Хімізація сільського господарства

У штучних агроценозах природний кругообіг порушений, тому що людина вилучає значну частину сільськогосподарської продукції, використовуючи її для своїх потреб. Через неучасть цієї частини продукції у кругообігі ґрунт стає безплідним. Щоб уникнути цього і підвищити родючість ґрунту в штучних агроценозах, людина вносить органічні і мінеральні добрива.

Хімізація сільського господарства – це комплекс заходів, спрямованих на інтенсифікацію сільськогосподарського виробництва на основі сучасних досягнень агрономічної науки і хімічної промисловості.

Хімізація сільського господарства – це використання хімічних засобів і методів для збільшення врожаю сільськогосподарських культур, поліпшення властивостей ґрунту і якості сільськогосподарської продукції, підвищення продуктивності тваринництва, захисту корисних рослин і тварин від шкідників, хвороб і несприятливих умов існування.

З ростом кількості населення потрібно все більше і більше різної сільськогосподарської продукції. Виконання цієї задачі особливо ускладнюється через катастрофічне зменшення родючих орних земель і земель, виведених із сільськогосподарського обороту; через зникнення лугів і пасовищ внаслідок ерозії, засолення, підтоплення і затоплення, спустелення; будівництво міст, наступ техносфери на біосферу.

Уже сьогодні приблизно три жителі, що залишилися в сільській місцевості, повинні прогодувати сімох міських. Збільшення виробництва продуктів харчування, кормів для тваринництва, технічних культур, плодів, лікарських трав та ін. можливо тільки за рахунок інтенсифікації сільського господарства, тобто застосування добрив, нових технологій, меліорації, більш досконалої техніки.

В усьому світі збільшується виробництво і застосування мінеральних добрив – азотних, фосфатних, калійних, комплексних органомінеральних добрив з мікроелементами, ростових речовин. 1994 року у світі використовувалося понад 500 млн т добрива і 3,5 млн т ядохімікатів.

Пестициди (із грец. – pestis – зараза, cido – убиваю) – спільна назва великої групи хімічних препаратів, застосовуваних у сільському і лісовому господарстві з різними цілями. А саме:

Вплив пестицидів на здоров'я людини. Добрива і ядохімікати

На полях планети за рік розсіюється понад 500 млн т мінеральних добрив і близько 4 млн т ядохімікатів. Застосування пестицидів приводить до загибелі великого числа шкідливих комах, але не всіх особин популяцій. Особини, що вижили, дають потомство і через якийсь час на полях починають панувати більш стійкі «супершкідники». Масове розмноження комах викликає необхідність застосування нових пестицидів, збільшення дози яких стає небезпечним для здоров'я людей.

Пестициди небезпечні для людей і тварин. Навіть у малих дозах вони викликають отруєння.

Особливо токсичні – хлорорганічні, що викликають гастрити, поліневрити, гепатити.

Фосфорорганічні – викликають запаморочення, утрату сну, погіршення пам'яті, сильну втомлюваність.

Ртутомісткі – руйнують нервову систему, викликають дебілізацію.

Миш'якомісткі – викликають гострі отруєння, призводять до летального результату.

Однак безграмотне і безсистемне застосування мінеральних добрив і ядохімікатів і особливо в підвищених дозах без всебічного урахування властивостей добрив, вивчення місцевих умов, рельєфу, складу ґрунтів, біологічних потреб і фаз розвитку рослин значно шкодить.

Добрива і пестициди, внесені в ґрунт, деякою мірою впливають на хімічний склад і органолептичні показники сільськогосподарської продукції. При внесенні високих доз азотних добрив зростає концентрація нітратів у харчових і кормових культурах, що веде до захворювань людей і тварин.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), у результаті шкідливого впливу добрив і пестицидів у всьому світі щороку вмирає 222 тис. чоловік.

Особливу небезпеку становлять пестициди, що раніше застосовувалися в боротьбі зі збудниками і хворобами рослин, а нині заборонені для використання, як високотоксичні сполуки, що мають значну хімічну стійкість і не розкладаються десятки років, залучаючись у всі харчові ланцюги.

За оцінкою Продовольчої організації ООН (ФАО), у країнах, що розвиваються, зібралося понад 100 тис. т невикористаних пестицидів, що належать до категорії небезпечних відходів, їх важко знешкодити. Серед цих хімікатів велику частку становить ДДТ (дихлор-дифеніл-трихлорметилметан), що широко використовувався в 50-ті рр. XX ст. і був заборонений.

Сліди ДДТ виявлені дослідниками навіть в Антарктиді – у печінці пінгвінів!

Пестициди згубно діють на ґрунтову мікрофлору: бактерії, актиноміцити, гриби, водорості, детритофаги.

Боротьба з комахами, шкідниками сільськогосподарських культур тільки хімічним методом часто стає неефективною внаслідок появи нових мутантів, комах, що не реагують на той чи інший препарат.

На основі досягнень генетики і генної інженерії вже отримані трансгенні мутанти сільськогосподарських культур, стійкі проти шкідників і хвороб: кукурудзоскорпіон, томатокамбала, трансгенна соя (у яку ввели гени скорпіона, миші, пацюка), трансгенна картопля, що убиває колорадського жука й ін.

Нітрати – солі азотної кислоти, застосовують як азотні добрива (натрієва і калійна селітра) і при виробництві вибухових речовин. При високій температурі нітрати віддають кисень і є сильними окислювачами.

При надлишковому внесенні азотних добрив або при незбалансованому їх застосуванні, азот нітратів не встигає перетворитися в білок і накопичується в біомасі.

Нітрати, потрапляючи в організм людей і тварин, перетворюються в нітрити, небезпечні для здоров'я: руйнуються еритроцити, порушується дихання, викликається гемічна і тканева гіпоксія, можливий синтез канцерогенних нітрозамін. ГДК (граничнодопустима концентрація) нітратів для людини становить 265 мг у добу.

У даний час на зміну пестицидам повинен прийти інтегрований захист рослин, що містить у собі комплекс агротехнічних заходів, зміну сільськогосподарських культур, біологічний метод.

Біологічний метод заснований на залученні для боротьби зі шкідниками їхніх природних ворогів: комах, бактерій, вірусів, грибків і ін.

Хоча можливо повністю хімічний метод і не буде ще якийсь час виключений, як захід боротьби зі шкідниками й особливо хворобами сільськогосподарських культур. А це вимагає від фахівців глибоких і всебічних знань хімічних властивостей препаратів, біології рослин, місцевих умов.

Людина завжди використовувала навколишнє середовище в основному як джерело ресурсів, однак протягом дуже тривалого часу її діяльність не робила помітного впливу на біосферу. Лише наприкінці минулого сторіччя зміни біосфери під впливом господарської діяльності звернули на себе увагу вчених. У першій половині нинішнього століття кількість цих змін зростала і в даний час лавиною обрушилася на людську цивілізацію. Прагнучи до поліпшення умов свого життя, людина постійно нарощує темпи матеріального виробництва, не замислюючись про наслідки. При такому підході велика частина узятих від природи ресурсів повертається їй у вигляді відходів, часто отрутних чи непридатних для утилізації. Це створює загрозу існуванню як біосфери, так і самої людини.

Один га металургійних шламів у відвалах отруює біля п'яти га сусідніх земель, виділяючи в атмосферу сірчані й інші отрутні гази і пил. Тільки на території Донецької області розташовано 1257 териконів і зосереджено 55% промислових токсичних відходів усієї країни.

Вміст у ґрунті важких і токсичних металів, миш'яку, ртуті, пестицидів, фенолів і радіоактивних елементів у сотні разів перевищують граничнодопустимі концентрації.

Рівень забруднення навколишнього середовища в Україні тепер у 6,5 рази вище, ніж у США й у 3,2 раза вище, ніж у країнах Європейського союзу.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Що таке ґрунт? Його значення в біосфері?
2. Чому ґрунт порівнюють з живим організмом?
3. Від чого залежить родючість ґрунту?
4. Які запаси орних земель має Україна і Запорізька область?
5. З яких причин зменшується кількість земель у сільськогосподарському обороті у світі й в Україні?
6. Що таке ерозія ґрунту? Які її наслідки?
7. Дайте визначення поняття хімізація сільського господарства.
8. Назвіть основні види забруднення ґрунтів.
9. З чим зв'язане сильне забруднення ґрунтів уздовж автострад і поблизу промислових об'єктів?
10. У чому полягає головна небезпека забруднення ґрунтів?
11. Які захворювання людей зв'язані із забрудненням ґрунтів?

Дивіться також: