Полная версия

Главная arrow Экология arrow Биогеохимия радионуклидов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

АГРОГЕОХИМИЯ

Это биосфера, химически резко меняющаяся человеком сознательно и, главным образом, бессознательно...

В.И. Вернадский,1940

Общие представления

Основой для прогнозирования применения микроудобрений и защитных мероприятий от антропогенного загрязнения агроценозов является биогеохимическое обследование сельскохозяйственных и окружающих их нативных территорий. Эта задача была поставлена еще Вернадским (1926, 1934, 1978), который отмечал, что вопрос о плодородии, о количестве создаваемого жизненными процессами вещества на данной площади может быть правильно с научной точки зрения поставлен только на почве геохимических явлений. Он также первый обратил внимание, что именно в земледелии и животноводстве, отраслях сельского хозяйства, которые совершают огромную геохимическую работу, проявилась, прежде всего, направленная разумом культурная биогеохимическая энергия, создавшая для человека новые условия его местопребывания в биосфере (Вернадский, 1934, 1988).

В связи с этим во второй половине прошлого века появились предпосылки для формирования научного направления агрогеохимии, связывающего проблемы геохимии с сельским хозяйством.

Агрогеохимия — раздел биогеохимии, изучающий миграцию и распределение макро- и микроэлементов в искусственных фитогеоценозах (агроландшафтах) в целях стабильного улучшения плодородия почв и повышения урожайности. Агрогеохимия исследует поведение не только азота, фосфора, калия и кальция, но и других элементов, включая биофильные микроэлементы и токсичные тяжелые металлы. Один из важнейших разделов агрогеохимии — геохимия почв сельскохозяйственного пользования.

Природная геохимическая неоднородность устанавливается на различных таксономических уровнях, отличающихся масштабами и интенсивностью проявления. Методология биогеохимического районирования опирается на представление о единстве и взаимовлиянии живого вещества и среды обитания, использует биогеохимические и биосферные идеи В.И. Вернадского и заключается в комплексном количественном изучении миграции химических элементов во всех звеньях пищевой цепи, от пород литосферы через почвы, почвенные микроорганизмы, воды, растения до животных и человека.

Биогеохимическое обследование сельскохозяйственных территорий имеет ряд особенностей, связанных с процессами, формирующими химический элементный состав почв. Геохимическую структуру агротерриторий формируют три группы процессов: природная геохимическая дифференциация, агрогенные геохимические преобразования, обусловленные технологиями сельскохозяйственного производства, и антропогенные изменения, не вызванные потребностями сельского хозяйства.

Естественная геохимическая неоднородность территорий определяется в большой степени ландшафтно-геохимическими факторами. Эти факторы разнообразны и обусловливают разные по площади и интенсивности различия в химическом составе почв и растений. Примером могут служить степные ландшафты с плодородными черноземами и значительно менее плодородные таежно-лесные ландшафты с дерново-подзолистыми почвами. Здесь различия связаны с типом почв и охватывают огромные территории, которые квалифицируются как биогеохимические регионы. Различия могут быть вызваны геохимической дифференциацией элементарных ландшафтов, обусловленной типом почвообразующей породы, водной миграцией и т.д. Биогеохимические особенности, связанные с формированием элементарного ландшафта, накладываются на фон сформированного макроландшафта.

Агрогенные геохимические преобразования (вторая группа процессов, формирующая химический состав агроландшафта) связаны с воздействием технологических циклов сельскохозяйственного производства, таких как обработка почвы, водная и химическая мелиорация, использование средств защиты растений, уход за ними и уборка урожая. Технологический сельскохозяйственный цикл можно рассматривать как геохимическое явление, состоящее из собственно агрогенной части: внесение макро- и микроудобрений, почвоулуч-шителей (песок, торф, сапропель, стрктурообразователи и пр.), проведение водной мелиорации, обработка территории пестицидами. Природная геохимическая обстановка изменяется также при рыхлении, так как происходит усиление окислительных процессов в почве. Оказывают влияние неизбежное местное уплотнение почвы при работе сельскохозяйственной техники, загрязнение металлами истирающихся частей машин, выхлопными газами транспортных средств (Мп, N1, Сг, Бе, Со, V). Так, на дерново-подзолистых почвах на участках, где проводилась обработка почвы без внесения удобрений и других химических средств, не подверженных воздействию промышленных выбросов, обнаружено (Сает и др. 1991) увеличение валового содержания V на 10%, а N1 — на 40%. Авторы считают данное возрастание полностью следствием работы техники.

Агрогенные геохимические преобразования почвы включают и агротехногенные воздействия, которые не вызваны собственно потребностями сельского хозяйства и не являются следствием необходимой агротехнологии. К таким воздействиям относится внесение избыточных количеств и неестественных форм микроэлементов и сопутствующих элементов-ксенобиотиков с нетрадиционными удобрениями и почвоулучшителями (сапропелями, осадками сточных вод, бытовыми отходами, металлургическими шлаками, энергетическими золами, горнорудными отходами и т.п.). Загрязнение сельскохозяйственных территорий происходит и в результате применения навоза животных, в кормлении которых использовали премиксы или загрязненные корма. Источником загрязнения могут служить также воды орошения.

Техногенное геохимическое воздействие на агроландшафты оказывают и антропогенные процессы, не связанные с сельскохозяйственными технологиями. Они могут быть следствием землепользования, когда не учитываются размеры зон выбросов промышленных предприятий, стоков или мест консервации отходов. К техногенным геохимическим образованиям относят:

  • • региональные поля выпадений из атмосферы, в составе которых выбросы, поступающие в дальние циклы миграций;
  • • локальные поля выпадений — ближние зоны рассеяния выбросов в атмосферу на территории, примыкающие к промышленным предприятиям;
  • • зоны воздушного и наземного транспорта;
  • • участки разлива загрязненных рек и поверхностного стока (аккумулятивные пойменные ландшафты);
  • • зоны воздействия хранилищ токсических отходов, подвергающихся водной и ветровой эрозии.

Особое значение для изменения геохимической обстановки имеют даже спорадически выпавшие дожди, вызывающие резкое изменение подвижности всех элементов.

Установлено, что почвы автономных ландшафтов (водораздельные пространства) загрязняются менее, чем сельскохозяйственные почвы более тяжелого механического состава трансэлювиально-ак-кумулятивных (склонов) и транссупераквальных (пойм) ландшафтов. Высокая загрязненность пойменных почв элементами-ксенобиотиками и микроэлементами обусловлена геохимически подчиненной позицией, сочетающейся с развитием в долинах южно-таежных лесов сорбционно-глеевого геохимического барьера. Все это делает пойменные угодья своеобразными линейными геохимическими аномалиями.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>