Т. М. Блисов Агроэкология Тәжірибелік жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

Қостанай, 2013

ББК 40.3я73

Б 63

Блисов Тілеубай Матайұлы, экология кафедрасының доценті, а.ш.-ғ.к.

Жокушева З.Г., экология кафедрасының аға оқытушысы

Ахмет А.З., агрономия кафедрасының профессоры, а.ш.-ғ.к.
Блисов Т.М.

Б 69 Агроэкология: Әдістемелік ңұсқаулар. - Қостанай: А.Байтурсынов атындағы ҚМУ, 2013. – 37 б.

ББК 40.3я73

Аграрлы-биологиялық факультетінің әдістемелік кеңесімен, ___ ___2013 ж. мақұлданған № хаттамасы

Қостанай мемлекеттік университеті, 2013
Мазмұны
1 Тақырып Жер ресурстарын пайдалану және оның

экологиялық мәселелері..........................................................................................4

1.1 Топырақ жамылғысының деградациялануы.........................................4

1.2 Топырақ жамылғысын қорғау және санитарлық тазалау....................6

2 Тақырып Органикалық тыңайтқыштарды пайдаланудың экологиялық проблемалары..........................................................................................................7

2.1 Органикалық тыңатқыштарды экологиялық тұрғыдан бағалау........8

2.2 Органикалық тыңайтқыштарды дайындау

және сақтаудың экологиялық принциптері........................................................10

3 Тақырып Егістік агробиоценоз және ауыл шаруашылық

алқабы ретінде.......................................................................................................12

3.1 Егістік ауыл шаруашылық алқабы және экожүйе ретінде...............12

3.2 Фотоавтотрофтар (продуценттер) бірлестіктері. Ауыл

шаруашылық дақылдары. Арам шөптер және олармен

күресу шаралары...................................................................................................14

3.3 Гетеротрофтар бірлестіктері. Ауыл шаруашылық

дақылдарының зиянкестері және олармен күресу шаралары. Ауыл

шаруашылық дақылдарының зиянкестерімен күресу

үшін табиғи жыртқыштарды пайдалану.............................................................15

3.4 Дәнді дақылдардың аурулары және олармен күресу шаралары.....18

4 Тақырып Агроценоздың 1м² егісіндегі алғашқы өнімді анықтау ......19

5 Тақырып Жайылым ауыл шаруашылығы алқабы және

экожүйе ретінде....................................................................................................22

5.1 Қазақстан жайылымдарының маңыздылығы...................................22

5.2 Орманды дала және дала жайылымдарының

фотоавтотрофтары және оларды пайдалану......................................................23

5.3 Мал жаюдың жайылымға әсері..........................................................24

5.4 Жайылымдарды пайдаланудың топыраққорғау негіздері...............25

5.5 Жайылымдарды тиімді пайдалану негіздері.....................................25

6 Тақырып Тұрақтылық деңгейіне қарай ландшафтың жалпы күйін анықтау..................................................................................................................27

7 Тақырып Ауыл шаруашылық техникасын пайдаланудың

экологиялық аспектері.........................................................................................32

7.1 Механикаландырудың экологиялық проблемалары.......................32

7.2 Техникалық құралдарға қойылатын экологиялық талаптар...........34

Ұсынылған әдебиеттер тізімі.....................................................................36

1.1 Топырақ жамылғысының деградациялануы

1.2 Топырақ жамылғысын қорғау және санитарлық тазалау
1.1 Жер ресурстарын тиімді пайдалану дегеніміз оның өнімділігінің тұрақты прогрессивті артуы. Бірақ қазіргі уақытта ауыл шаруашылығын жүргізу жүйесі бұл талаптарға сай емес және топырақ жамылғысының деградациялануына жол береді.

Топырақтың деградациялануы немесе құнарсыздануы (французша degradation – біртіндеп нашарлау) – негізінен адамның шаруашылық әрекеті әсерінен топырақ түзілу жағдайының өзгеріп, топырақ қасиеттерінің біртіндеп нашарлауы (гумус мөлшерінің азаюы, құрылымының бұзылуы, құнарлылығының төмендеуі). Ең соңында топырақ өзінің ресурс- және ортақұрау қызметін орындау қабілетінен айырылады.

Топырақтың деградациялану құбылысын топырақтағы және экожүйлердегі топырақ жамылғысы мен процестердің бұзылу бағытына қарай жеті негізгі топқа бөлуге болады.

1 Топырақтар мен экожүйелердің биоэнергетикалық режимінің бұзылуы:

- топырақтардың девегетациялануы (топырақтың өсімдік жамылғысынан айрылуы, соңынан оның жансыздануы);

- топырақтың дегумификациялануы (топырақтың гумустан айрылуы);

- топырақтың азуы (почвоутомление) және таусылуы немесе жұтаңдауы (почвоистощение) (топырақта ауыл шаруашылық дақылдарының бір түрін ұзақ өсіп-өндіру процесінің әсері).

-топырақты әрекет ететін немесе жұмыс істейтін экожүйелерден шығарып алу және шығарып тастау (топырақтың өнеркәсіптік эрозиясы) (топырақтарды қалалар, ауылдық елді мекендер, жолдар, электр және байланыс жүйелері және т.б. алып қоюы);

- су және жел эрозиясы (топырақтың дефляциясы) (топырақтың үстіңгі қабатының су және желдің әсерінен бұзылуы);

- құрылымсыз куыстардың немесе кеуектердің пайда болуы және қабаттардың шамадан тыс тығыздалуы (топырақтың құрылымын жоғалтуы немесе ылғалды кезінде ауыр техникамен өңдеу барысында тығыздалуы (топырақтың «физикалық пісіліп жетілу» деңгейінен жоғары), қара топырақтардың қайта тұздануы, көне егістіктерде жыртылатын қабаттың астында тығыздалған қабаттың пайда болуы).

- топырақтардың құрғауы және шөлденуі (жалпы жер көлемінде мұздық дәуір кезеңінен кейінгі шөлдену процесінің нәтижесі, сонымен қатар адамның ойламай істеген іс-әрекеті);

- селдік тасқындар мен көшкіндер (таулы аудандарда өсімдіктердің жойылу нәтижесі);

- топырақтардың қайта сортаңдануы (минералдарған немесе тұщы сулармен дұрыс суармалаудың нәтижесі);

- топырақтың табиғи және қайта қышқылдануы (топырақтың қышқылдылығы оның оңтайлы реакциясынан төмен, көптеген өсімдіктерге бұл көрсеткіш мына шамада: рН 5,5 - 8;

- топырақты шамадан тыс құрғату (құрғату шараларын дұрыс жүргізбеу нәтижесі).

топырақтың өнеркәсіптік ластануы (булар, аэрозольдер, поллютанттардың шаңдары немесе атмосфералық жауын-шашындармен еріген қосылыстарының топырақтың үстіңгі қабатына тұну немесе шөгу нәтижесі);

топырақтардың ауыл шаруашылық ластануы (пестицидтерді дұрыс пайдаланбау нәтижесі, нормадан тыс дозада минералдық және органикалық тыңатқыштарды енгізу, мал шаруашылығы фермаларының қалдықтары мен ағындары);

топырақтың радиоактивті ластануы (топырақта табиғи немесе ядерлік жарылу, атом кәсіпорындарындағы апаттық шығарындылар, радиоактивтік материалдардың ағып кету нәтижесінен радионуклидтердің антропогендік жиналуы).

Солтүстік Қазақстанның далалық экожүйелірінде экологиялық қауіптілік жағынан бірінші орында дегумикация, топырақ эрозиясы және дефляция тұрады. Қара топырақтар мен қара қоңыр топырақтарда гумустың жылдағы жетіспеушілігі 0,5 – 1,0 т/га, бұл жағдай топырақтың барлық қасиеттеріне әсер етеді.

Дала аумақтарында ағаш өсіру көрсеткіштері төмен болған жағдайларда топырақты кезкелген өңдеу тәсілі желдің сәйкесті жылдамдығында эрозия болдырады да дефляцияға ұласады.

Екінші орында топырақтың азуы (почвоутомление) және таусылуы немесе жұтаңдауы (почвоистощение). Дәнді дақылдарды үзіліссіз ұзақ өсіп-өндіру нәтижесінде топырақта метаболиттер мен токсиндер жиналады, микроорганизмдердің бір типті түрлері, зиянкестер, аурулар және арам шөптер басым болады. Соңынан қарқынды химиялық ауыртпалықтар топырақты, суды, жәндіктерді, құстарды, биоөнімдерді және адамды улайды.

Үшінші орында құрылымсыз куыстардың немесе кеуектердің пайда болуы және қабаттардың шамадан тыс тығыздалуы. Дегумикациялану және топырақты қарқынды өңдеу оның құрылымын және сіңіру комплексін бұзады. Топырақтың үстіңгі қабатында топырақ қабықшасы пайда болады, ал 20-40 см-ден 80 см-ге дейін тым тығыздалған қабат қалыптасады. Осыған орай бұндай топырақта өсімдіктердің өніп-өсуі қиын жағдайларға тап болады.

Сонымен қатар келешекте басқа да деградациялық процестер қарқынды байқала бастайды, олар қуаңшылық және шөлдену, қайта сортаңдану, қайта қышқылдану, химиялық ластану.

Бұл жүйе топырақты эрозиядан, ластанудан, тозудан қорғайды және бұзылған жердерді қалпына келтіру, топырақ құнарлылығын арттыру және оларды тиімді пайдалану шараларынан тұрады. Топырақты қорғау шараларын онымен шектескен орталар – су, атмосфера, өсімдік, жануарлар әлемінен бөліп қарауға болмайды.

Топырақты қорғау жүйесінде ең басты орынды топырақты техногенез өнімдерінен сақтау болып саналады. Бұл қорғау жүйесі өндіріс технологиясы мен ұйымдастыру принциптерін толық жетілдіруге негізделген. Тұйықты технологиялық жүйелер құрау, қалдықсыз өндіріс ұйымдастыру топыраққа техногенез өнімдерінің түсуін кенет азайтады. Сонымен қатар ластанған топырақтарда техногенез өнімдерін детоксикациялау үшін жасалған тәсілдер қолданылады. Мысалы топырақтар ауыр металдармен ластағанда оларға әк, цеолиттер, иондыалмасатын шайырлар енгізу арқылы өсімдіктерге қолайсыз қосылыстарға айналдырады, кейде өте ластанған топырақтарға ауырметаллдарды жиатын өсімдіктерді отырғызады.

Минералдық тыңайтқыштар мен пестицидтерді теңгермей пайдалану топырақтың химиялық ластануына әкеліп соғады. Бұндай ластанудан қорғау үшін агроорманмелиорациялық тәсілдерді қолданады, олар жыртылған жерлердегі ағындарға қарсы тұрады.

Бұл жүйеде елеулі орын топырақты санитарлық қорғауға бөлінеді. Бұның құрамына топырақты таза емес заттардан, өнеркәсіп және тұрмыстық ақаба суларынан, сонымен қатар топыраққа жануарлар нәжістері мен микробиологиялық өндірістің аэрозолдерін түсуіне жол бермеуге арналған санитарлы-техникалық шаралардың комплексі кіреді.

Тұрмыстық қалдықтармен топыраққа қауіпті микроорганизмдер – патогендік және улы түсуі мүмкін, олар ішек жұқпаларын болдырады, адамдар тамақтан уланады, жануарлар эпидемиялық ауруларға шалдығады, өсімдіктер уланады.

Топырақтың санитарлық жай-күйі оның өзін-өзі тазарту қабілетіне де байланысты. Топырақтың өзін-өзі тазарту уақыты патогендік микроорганизмдердің түрлеріне және олардың түскен жағдайларына байланысты болады. Мысалы топыраққа ақаба сулар тұнбасыман түскен сальмонеллдің барлық түрлері онда 120 күннен 250 күнге дейін тіршілік етеді, ал аскаристілер – 2000 күнге дейін. Ең қауіпті канцерогенді бензпиреннің өнеркәсіптік ластанудан топырақтың үстіңгі қабатына бірнеше рет түсуі шамамен 2 жылға бағаланады.

Кейбір жайдайларда шамалы аумақ ластанғанда топырақты тазалау үшін химиялық дезинфекциялық құралдар (формалин, этилен оксиді және б.) қолдану ұсынылады немесе арнаулы пестицид препараттары.

1 Топырақ жамылғысының экологиялық деградациялануы дегеніміз не?

2 Топырақтың деградациялану құбылыстарының негізгі топтарын атаңыз.

3 Топырақтың деградациялануының аумақтық процестеріне сипаттама беріңіз.

4 Топырақты қорғау жүйесінің негізгі міндеттері.

5 Техногенез өнімдерімен ластануға қарсы қандай жұмыстар жүргізіледі?

6 Топырақты ластанудан санитарлы қорғау ретінде қандай шаралар қолданылады?

2 Тақырып Органикалық тыңайтқыштарды пайдаланудың экологиялық проблемалары
Мақсаты: органикалық тыңайтқыштар түрлеріне экологиялық баға беріңіз; қоршаған ортаны органикалық тыңайтқыштармен ластау жолдарын белгілеу және төмендету жолдарын анықтау.

Жоспар:

2.1 Органикалық тыңатқыштарды экологиялық тұрғыдан бағалау

2.2 Органикалық тыңайтқыштарды дайындау және сақтаудың экологиялық принциптері
2.1 Органикалық тыңайтқыштар ауыл шаруашылық ландшафттарындағы агроэкожүйелерге әсер ететін факторлардың ең басымдысы болып саналады. Топырақтарға оларды енгізгенде гумус мөлшері артады, физикалық және физико-химиялық қасиеттері, су-ауа, микробиологиялық және қоректік режимдері жақсарады. Жалпы топырақ жамылғысымен агроэкожүйелердің қолайсыз әсерлерге деген тұрақтылығы артады.

Сонымен бірге органикалық тыңайтқыштар агроценоздарда экологиялық қауыртпалықтардың қатерлі көзі болып саналуы мүмкін. Ең бірінші бұл жағдай олардың жоғары дозаларын пайдалануға, екіншіден дайындау және енгізу технологиясына байланысты болады. Сондықтан аймақта пайдалынатын тыңайтқыштардың экологиялық бағасын білу керек. Олардың түрлеріне мыналар жатады: сидераттар (жасыл тыңайтқыш), сабан, жартылайшіріген көң (төсенішті көң), төсенішсіз көң (сұйық) және құс саңғырығы.

Жоғарыда келтірілген қатарда экологиялық тұрғыдан ең қауіпсізі болып жасыл тыңайтқыш саналады, үйткені олардың вегетациялық кезеңі үлкен емес (до фазы цветения включительно), арнаулы дайындау технологиясы жоқ, тек тасымалдау және топыраққа тез енгізу. Егер олар топыраққа ешқандай енгізілмей топырақтың бетін жабатын материал ретінде пайдаланылса, олар оны жел және су эрозиясынан қорғайтын экологиялық фукцияны атқарады. Жасыл тыңайтқыштың тағы бір экологиялық артықшылығы оның регламенттелген дозасы болмайды. Әдеттегіше топыраққа өнімнің бар жасыл массасы енгізіледі, ол ауа райына байланысты 65-тен 350 ц/га-ға дейін құбылады. Бұндай мөлшермен топыраққа 32-150 кг органикалық түрдегі азот мөлшері түседі және қоршаған ортаны нитратты азотпен ластамайды.

Сабан да экологиялық тұрғыдан қауіпсіз органикалық тыңайтқыш болып саналады, себебі ол да жасыл тыңайтқыш сияқты технологиялық артықшылықтарға ие болған: өсіп-өнген жерде бар өнімі енгізіледі, тасымалдау керек емес, дайындауда арнаулы техниканы қажет етпейді. Сонымен қатар енгізу дозасы да регламенттелмеген және шамамен 1,0-2,0 т/га. Сабанды негізінен көктемде ылғалды буланудан сақтау және жағылыстыруды арттыру үшін жабу материалы ретінде пайдаланады. Дегенмен сабанды ұзақ мезгілде пайдалану химиялық ауыртпалықтарды туғызады да агроценоздардағы экологиялық жағдайды шиеленістіреді. Үйткені бұндай жағдай әртүрлі аурулармен зақымданған (тат кесілі-ржавчина, саңырауқұлақ аурулары) сабанды пайдаланғанда байқалады, соңынан фунгицидтерді қолдану керек болады. Сонымен қатар зиянды жәндіктердің популяциясы және арам шөптер саны артады. Сабанды енгізіуге байланысты азотпен қоректену режимі нашарлайды да азот тыңайтқыштарын енгізу қажеттілігі туады.

Экологиялық қатарда үшінші тұрған төсеніш көңі, ол топырақты қорғау егіншілік жүйесінде жартылай шіріген түрде пайдалынады және көптеген экологиялық проблемаларды шешеді. Мысалы көңді қопсыған немесе қопсыған-тығыздалған тәсілмен дайындау кезінде әртүрлі аурулардың қоздырғыштары және арам шөптер тұқымдары зиянсыздандырылады. Көңнің экологиялық тұрғыдан қауіпсіз дозалары: дәнді дақылдар үшін 20-30 т/га, отамалы және көкөніс дақылдары - 40-60 т/га, ал органикалық азоттың 100-300 кг/га қоршаған орта объектерін ластамайды. Қазіргі кезде көңнің енгізу технологиясы біздің аймақта аса жетілдірілмеген деуге болады. Дегенмен көңді енгізу алғы дақылдары, дозасы және енгізу кезеңі анықталған деуге болады.

Құрамындағы ауыр металлдар мөлшеріне қарай көң ластаушы заттарға жатпайды (1 кесте).

1 Кесте – Органикалық тыңайтқыштардағы ауыр металлдардың орташа мөлшері, мг/кг құрғақ массада (Войтович бойынша, 1998)

Тыңайтқыш	РЬ	Zn	Си	Cd	Ni	Cr
Көң, 75 % ылғалдылығы	2,9	12,1	2,4	1,1	8,8	9,3
Органикалық тыңайтқыштар, орташа есеппен	6,6-15	15-250	2-60	0,3-0,8	7,8-30 5,2-55

Дегенмен ауыр металлдардың елеулі мөлшері топыраққа төсеніш көңімен түсуі мүмкін. Бұл жағдай көңдегі ауыр металддар мен улы элементтердің жоғарғы мөлшеріне емес олардың жоғарғы (минералдық тыңайтқыштармен салыстырғанда) енгізу дозасына байланысты. Әдеттегіше жалғыз көңді енгізбей, оны шымтезек және басқада компостармен енгізеді, ал шымтезек ауыр металлдар жинаушы және үлкен дозада (100 т/га-дан артық) енгізгенде оның жыртылу қабатындағы деңгейі бірсыпыра артады.

Былайша айтқанда агрохимиялық және санитарлы-гигиеналық нормаларын орындағанда жартылай шіріген көң экологиялық жағынан толық қауіпсіз деп айтуға болаады.

Сұйық немесе төсенішсіз көң жартылай шіріген көңге қарағанда экологиялық жағынан проблемді органикалық тыңайтқыш деп санауға болады. Қазіргі уақытта фермада малдарды төсенішсіз ұстағанда жартылай сұйық көң (ылғалдығы 90%-ға дейін), сұйық (ылғалдығы 90 – 93%) және көң ағындары (ылғалдығы 93% артық) алынады және қажет болғанда оны зиянсыздандырады. Бірақ қазіргі уақытта төсенішсіз көңді зиянсыздандырудың арзан және тиімділігі жоғары тәсіл табылмаған. Жалпы мынандай тәсілдер ұсынылады: қоймаларда 1 жылға дейін ұстау; көңді қатты және сұйық фракцияларға бөлу және соңғысын батырылатын жанарғы (оттық) немесе электрогидравликалық соғу арқылы зиянсыздандыру; күшті аэрация және сумен сұйылту арқылы биологиялық тазарту жүргізу; хлорлау; булату қондырғыштарын қолдану. Ең арзан тәсіл хлорлау, бірақ ұтымдылығы шамалы.

Төсенішсіз көңді пайдалану технологиясы да көптеген экологиялық проблемалар жасайды. Қыста топырақтың үстіңгі қабатына енгізу немесе шашу кең тараған тәсіл, бірақ ол ағынға әкеліп соғады және қоршаған ортаны ластайды, ал аммиакты азоттың шығыны енгізілген мөлшерінен 95%. Енгізу мезгіліне байланысты төсенішсіз көңдегі жалпы азоттың шығыны да өте жоғары деңгейде және 30 - 50% шамасында кейде одан да жоғары. Сондықтан қоршаған ортаны қорғау жағынан көңді топырақ ішіне енгізу өте тиімді немесе оны топырақ үстіне шашқаннан кейін дереу енгізу керек.

Экологиялық жағынан қауіпсіз дозалар: дәнді дақылдар үшін – 30 – 50 т, өнімділі жоғары отамалы дақылдар үшін - 100 – 150 т/га. Көңнің әртүрлі ылғалдылығын ескере отыра азоттың дозасын айтқан дұрыс болады, үйткені оларды шамадан тыс енгізу жер асты суларын ластайды және өсімдік шаруашылығы өнімдеріндегі нитраттар мөлшері ШРК деңгейінен артады. Жалпы енгізілген азот мөлшері 120-дан 300 кг/га-ға дейін болуы мүмкін. Төсенішсіз көңді санитарлы-гигиеналық тұрғыдан көкөністерде қолдануға болмайды.

Экологиялық тұрғыдан ең қауіпті органикалық тыңайтқыш болып құс саңғырығы саналады. Бұл жағдай оның инфекциялық ауруларды, патогендік микроорганизмдерді (сальмонелла) жұқтыру және ауыр металлдардың жоғарғы мөлшерімен байланысты. Ауыр металлдардың болуы азықтандыру кезінде рациондарға микроэлементтерді қосумен байланысты, соңынан олар саңғырыққа көшеді және онымен бірге топыраққа, ауыл шаруашлығы өнімдеріне түседі.

Құс саңғырығын дұрыс пайдаға асыру-утилизация құс фабрикасы маңында қоршаған ортаны қорғауды қамтамасыз етеді. Мысалы жас төсенішсіз құс саңғырығын жоғары температурада (600-800 °С) тез кептіруге болады, соңынан оны тасымалдау, ұзақ мерзімге сақтау жеңілге түседі, тіпті оның жаман исі де болмайды.

Құс саңғырығын пайдаға асырудың ең жақсы тәсілі оны тыңайтқыш ретінде экологиялық тұрғыдан қауіпсіз дозаларда пайдалану. Көкөніс дақылдар мен картопке таза кептірілген құс саңғырығын 1-2 т/га дозада қолдануға болады, ал шикі құс саңғырығын негізгі тыңайтқыш ретінде 4-10 т/га мөлшерінде пайдаланады.
2.2 Органикалық тыңайтқыштарды пайдалануда қоршаған ортаны ластаудың ең негізгі себептері болып оны ұйымдастыру формаларының кемшіліктері, сонымен қатар тасымалдау, сақтау, енгізу процесінде жетілдірілмеген технологияларды қолдану болып саналады.

Сонымен қатар органикалық тыңайтқыштарды ауыспалы егістерде және жекеленген дақылдарда енгізуде агрономиялық технологияларын орындамау және тыңайтқыштарды дайындауда олардың химиялық, физикалық және механикалық қасиеттерін жетілдірмеу деуге болады. Қоршаған ортаны ластауда жоғарғыда аталған бағыттардың ең негізгі себептерінің бірі болып органикалық тыңайтқыштарды сақтау және дайындау деп мойындау керек, әсіресе төсенішсіз көңді.

Мал шаруашылығы кешендеріндегі (сүт өндіру бағытындағы) сұйық көңді ең ұтымды пайдалану бағыты болып суармалау алқаптарында экологиялық жағынан қауіпсіз технологиялық схема (көңді жаңбырлатқыш жабдықтар, роторлы шашқыштар, жай шашқыштар арқылы енгізу немесе шашу) бойынша пайдалану саналады.

Мал шаруашылығы фермалары мен кешендерін тұрғын үйлер мен елді мекендерден санитарлы-қорғау белдемдері бөліп тұрады (2 кесте).

2 Кесте - Мекендеу белдеміне дейінгі санитарлы-қорғау аймағының ені