Презентация к лекции по дисциплине "Экология" . Тема: Сельская среда

ГБПОУ «Кущёвский медицинский колледж»

ЭКОЛОГИЯ

ЛЕКЦИЯ №7

Тема: СЕЛЬСКАЯ СРЕДА

Преподаватель Е.А. Белозерова

АГРОЭКОСИСТЕМЫ

• Агроэкосистемы – это антропогенные экосистемы, составом, структурой и функцией которых управляет человек. Он стоит на вершине экологической пирамиды и определяет по какой пищевой цепи направить большую часть энергии – по цепи «растение – человек» (производить растениеводческую продукцию), или по цепи «растение – скот – человек» (производить животноводческую продукцию).
• В агроэкосистемах главным источником энергии является солнечный свет, а углерода – углекислый газ.
• Человек определяет количество и качество первичной и вторичной биологической продукции: использует удобрения, полив, возделывает наиболее продуктивные культурные растения и разводит сельскохозяйственных животных, наиболее эффективно использующих корма. При этом он производит ту сельскохозяйственную продукцию, на которую есть спрос.

АГРОЭКОСИСТЕМЫ

• На управление агроэкосистемой, человек затрачивает много антропогенной энергии (на производство сельскохозяйственной техники, обработку почвы, производство и внесение удобрений, обогрев животноводческих помещений, перевозку кормов и навоза и т.д.). Однако доля антропогенной энергии в энергетическом бюджете любой агроэкосистемы мала, его основу составляют неисчерпаемые щедроты энергии солнца.

ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

• Важным событием в истории сельского хозяйства была зеленая революция 60–70-х гг., она сопровождалась резким увеличением затрат антропогенной энергии на каждый гектар сельскохозяйственных угодий. Эта революция принесла биосфере немало бед, разрушив почву, загрязнив воду и обеднив флору и фауну.

ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

• Зеленая революция произошла в 60–70-е годы 20 века, ее «отцом» был мексиканский селекционер Норман Борлауг. Он 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.

ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

• 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

• Эта революция резко повысила урожаи сельскохозяйственных культур, но привела к ухудшению почв в результате разрушения гумуса и активизации эрозии. Увеличилось также загрязнение среды пестицидами и удобрениями. Качество продуктов сельского хозяйства ухудшилось. Для выращивания сортов-рекордсменов и животных-«монстров» требовались удобрения и пестициды, на производство которых затрачивалось слишком много энергии угля, нефти, газа. Резкое возрастание потребления исчерпаемых энергоресурсов и истощение ресурсов почвы особенно сильно проявились к началу 80-х годов.

ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

• С середины 80-х годов 20-го столетия ученые заговорили о начале второй зеленой революции, в результате которой сельское хозяйство пойдет по пути снижения вложений антропогенной энергии. В ее основе – адаптивный подход, т.е. ориентация на более экологичные технологии возделывания сельскохозяйственных культур и разведения сельскохозяйственных животных.

ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

• По мнению сторонников второй зеленой революции, перспектива земледелия – не в наращивании, а в сокращении площади пашни (в первую очередь на эродированных почвах) с заменой ее травянистыми (посевами трав, естественным путем восстановившимися лугами или степями) или лесными сообществами. В таких экосистемах (их называют лесоаграрными) останавливается эрозия почв и растет биологическое разнообразие, в составе которого много «врагов наших врагов», что позволяет снизить пестицидные нагрузки.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗЕЛЕНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

• Процесс экологизации сельского хозяйства протекает очень медленно, так как рост народонаселения планеты продолжается, и потребность в продовольствии растет. Поэтому правильнее говорить не о второй зеленой революции, а об «экологической зеленой эволюции» в сельском хозяйстве.

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

• В последние 50 лет активно развиваются биотехнологические методы выведения новых сортов с использованием генной инженерии. Такие растения называются генетически модифицированными (ГМО). Генные инженеры за счет ГМО обещают накормить человечество.
• ГМО высокопродуктивны и устойчивы к неблагоприятным условиям, они обладают комплексом признаков, который был недостижим до развития биотехнологии. Например, удалось получить «золотистый рис», зерно которого содержит витамин В. Этого витамина хронически не хватало жителям тех стран, где рис является основным продуктом питания.

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

• Использование ГМО является спорным. Экологи (особенно в экономически благополучных странах со стабилизировавшейся численностью народонаселения: Западная Европа, США, Канада, Австралия) выступают против этих сортов, поскольку неизвестны последствия их использования для здоровья человека. Кроме того, есть риск гибридизации ГМР с видами естественной флоры, особенно с сорными растениями. Эти спонтанные гибриды могут быть очень агрессивными и потому экологически опасными

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ПОСЕВОВ  ГМО-КУЛЬТУР НА ЗЕМНОМ ШАРЕ

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

• Американский журнал  «Food and Chemical Toxicology» , считающийся ведущим в области пищевой токсикологии,  опубликовал работы француза Жиля-Эрика Сералини, преподавателя молекулярной биологии в университете Кана. В обстановке полной секретности исследователь и его команда в течение долгих лет изучали генно-модифицированную кукурузу, проводя опыты на крысах.  Результаты красноречивы и обжалованию не подлежат: ГМО — страшный яд, который оказывает разрушительное воздействие на изучаемых крыс

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

• Двести животных разделили на две группы. Одну кормили генно-модифицированным кормом, вторую — здоровым. Через год у крыс, питавшихся генно-модифицированным кормом, обнаружились отклонения и тяжелые патологии. У многих самок появилась опухоль молочной железы, в некоторых случаях достигавшая 25% веса тела животного, у самцов были зарегистрированы аномалии в печени и почках. Все эти заболевания встречались в 2-5 раз чаще, чем у животных, которых кормили здоровым кормом. Появление опухолей — самый впечатляющий результат. Проявлялись они очень рано — в 20 месяцев у самцов и в 3 у самок, что у человека соответствовало бы приблизительно 40 годам. 

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

• Проведенная в России проверка влияния на потомство лабораторных крыс наиболее распространенной ГМ-сои, показала повышенную смертность крысят первого поколения, недоразвитость выживших крысят, патологические изменения во внутренних органах и отсутствие второго поколения.

БЫК ГМО 

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

• Распространение ГМО приводит к быстрому сокращению биоразнообразия, в том числе и важных для нашей биосферы полезных бактерий.
• Например, исчезновение почвенных бактерий является причиной деградации почвы,
• Исчезновение бактерий гниения – трупы не разлагаются,
• Исчезновение льдообразующих бактерий – резкое уменьшение осадков.

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ

• С учетом того, что народонаселение планеты продолжает расти, ГМО будут широко использоваться в странах «третьего мира»
• Однако необходим жесткий экологический контроль за последствиями их применения

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

• Сельскохозяйственное загрязнение, как и промышленное, наносит ущерб экосистемам. Оно бывает нескольких типов:
• Загрязнение воды стоками животноводческих ферм и скотооткормочных комплексов
• Навоз может нанести вред природным экосистемам, если неправильно подготовлен к внесению на поля. Необходимо строить навозохранилища с бетонными стенами; фермы не располагать на берегах водоемов

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

• Загрязнение пестицидами и их остатками приводит к снижению численности почвенных животных, водорослей, микроорганизмов, в результате замедляются разложение редуцентами органических остатков и возврат питательных элементов в почвенный раствор. Остатки пестицидов могут попасть в воду (особенно при орошаемом земледелии и выращивании риса), в атмосферу, в продукты питания. Большая часть пестицидов и продуктов их неполного разложения токсична и отрицательно влияет на здоровье человека.

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

• Загрязнение почвы тяжелыми металлами связано с внесением фосфорных удобрений, которые содержат примесь тяжелых металлов – кадмия, кобальта, цинка и др. Необходимо тщательно очищать удобрения и контролировать содержание тяжелых металлов в партиях удобрений и в почвах.
• Вдоль больших дорог, пересекающих агроэкосистемы, на расстоянии до 100 м почвы могут быть загрязнены свинцом, т.к. в автомобилях используется этилированный бензин, который содержит этот тяжелый металл.

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

• Сельскохозяйственное загрязнение среды может усугубляться техногенным загрязнением. Так, в результате выпадения из атмосферы, почвы агроэкосистем могут загрязняться тяжелыми металлами и подкисляться при выпадении кислотных дождей. Кислотные дожди при этом могут улучшать обеспечение почвы азотом, так как в их составе есть азотная кислота.

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

• Загрязнение почвы и продуктов питания нитратами считается опасным, если на каждый килограмм веса человек потребляет более 5 мг нитратов в сутки. В организме человека, нитраты нарушают нормальную работу кровеносной системы, что особенно опасно для детей грудного возраста. Нитраты вступают в сложные комплексные соединения, называемые нитрозными. Нитрозные соединения канцерогенны, т.е. могут стать причиной развития раковых опухолей.

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

• Необходимо ограничивать применение минеральных азотных удобрений и использовать их одновременно с органическими удобрениями (навозом)
• Нитраты более активно накапливаются растениями при недостатке света, поэтому культуры с высокой способностью накапливать нитраты нельзя выращивать в затененных местах

НИТРАТЫ В ОВОЩАХ

• Мировой стандарт расхода пестицидов составляет 7 кг на 1 га. Его превышение - причина широкого распространения болезней, связанных с загрязнением воды пестицидами (болезни печени и желудка, а также онкологические заболевания). В большинстве районов России пестицидные нагрузки составляют 0,5–2 кг/га, что экологически мало опасно.

НИТРАТЫ В ОВОЩАХ

• По способности накапливать нитраты овощи можно разделить на шесть групп:
• 1) больше 5 г нитратов на 1 кг продукции (все виды салата, петрушка, редис);
• 2) до 5 г на 1 кг (шпинат, редька, капуста, морковь, репчатый лук);
• 4) до 3 г на 1 кг (лук-порей, ревень, укроп);
• 5) до 1 г на 1 кг (тыква);
• 6) менее 1 г на 1 кг (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель).

НИТРАТЫ В ОВОЩАХ

• В моркови в центральной желтой части нитратов больше, чем в окружающей красной. Поэтому маленьким детям готовят сок только из внешней красной части моркови

НИТРАТЫ В ОВОЩАХ

• У свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода, и срезав его (примерно на 1/5 длины), можно снизить количество нитратов в борще или винегрете

НИТРАТЫ В ОВОЩАХ

• У капусты самая опасная часть – кочерыжка, концентрируются нитраты и в толстых черешках листьев кочана. Так, если неизвестно, как была выращена капуста и сколько в ней нитратов, лучше не использовать в пищу эти части.
• Нитраты из капусты улетучиваются при квашении.

НИТРАТЫ В ОВОЩАХ

• У картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных. Кроме того, они сосредоточены под кожурой.
• Картофель, выращенный с использованием азотных удобрений, не стоит варить «в мундире», а лучше очистить, причем, не экономной картофелечисткой, а ножом.