Глава 1X. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ

В.А. Ковда

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Книги Докучаева

Фитоценология

Химия почвы

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Удобрения

Происхождение растений

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Общая биология

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

В природе биомасса растительного происхождения потребляется животными, отмирает и минерализуется на месте своего образования - на почве или внутри почвы. Лишь небольшая часть (1—2%) уносится водными потоками в низменности и моря. Поэтому углерод и другие биофильные элементы накапливаются в почвах.

Биомасса микробов и низших организмов, практически полностью фиксированная внутри почвы, отмирает и минерализуется в почве. Биомасса животных меньше привязана к почве. Биомасса птиц, летающих насекомых перемещается на многие километры. Биомасса почвенных животных (а она абсолютно преобладает на суше) также формируется внутри почвы и может мигрировать в пределах немногих метров. Поэтому метаболиты животных и продукты их разложения в конечном счете остаются на почве и внутри почвы. Исключение составляют птичьи базары, лежбища морских животных (тюленей, котиков, моржей), которые имеют свои "зоны жизни и смерти", где и образуются биогеохимические осадки экскретов типа

Равномерное распределение первичной биомассы, метаболитов, посмертных остатков, продуктов минерализации на поверхности суши и в почвах обеспечивало формирование гумусовой оболочки суши, т.е. известное постоянство и равномерность распределения и содержания органических соединений, органо-минеральных веществ и минеральных солей биогенного происхождения. Конечно, на планете были и сохранились природные географические различия в распределении, формах, функционировании живого вещества и гумусообразования.

Именно эта природная картина распределения биомассы и биогенных веществ разного типа была сильно нарушена, а в ряде мест полностью разрушена антропогенными воздействиями. Эти нарушения определяются в наше время особенностями роста и распределения населения, географией городов, земледелия и животноводства, индустрии и лесного хозяйства, обменом сырьем и продуктами, накоплением и распределением органических и минеральных отходов, ходом мировой торговли.

Деятельность человека, особенно в минувшее столетие, глубоко изменила биогеохимию и биогеографию живого вещества, биогеохимические потоки энергии, связанной в органическом веществе, и круговорот элементов, постоянно участвующих в обмене организмов и среды: углерода, кислорода, азота, фосфора, кальция, серы и др.

Скопление больших масс органического вещества и его замедленная минерализация способствуют дополнительному появлению в суспензиях, в коллоидных и истинных растворах низких концентраций разнообразных групп углеводов, аминокислот, липидов, пигментов, фенолов, хинонов. Появляются повышенные количества грибной и бактериальной микрофлоры, низших беспозвоночных. Отмечается новообразование витаминов и токсинов, гормонов и антибиотиков, гуминовых кислот и фульвокис- лот и т.д. (Кретович, 1972).

Мегагорода, порты, промышленные районы, крупные центры животноводства, густозаселенные территории явились зонами аккумуляции громадных масс органического сырья и продовольствия растительного и животного происхождения, бытовых, физиологических, промышленных органических отходов. К этому нужно добавить различные ископаемые горючие, продукты их переработки и использования, а также древесину, текстиль, шерсть и др.

Возникли новая география и геохимия органического вещества и новые, необычные для биосферы и почв прошлого агротехногенные и техногенные циклы органических соединений углерода, фосфора, азота. Нормальные фоновые циклы создания, движения и разложения органической массы оказались нарушенными.

Важнейшие изменения, внесенные человеком в биогеохимию органического вещества, следующие:

а)         общепланетарный процесс перераспределения и гиперконцентрирования органики на сравнительно ограниченных территориях за счет ее отчуждения и вывоза с других, значительно больших по площади производящих территорий;

б)        замедление нормальных процессов деструкции и минерализации аккумулированных масс органического вещества (результат ослабленного участия природных фитофагов);

в)         увеличение масс грубодисперсного и малоразложившегося органического вещества, поступающего в водоемы на суше и в моря;

г)         появление в растворах наземных и подземных вод токсических полициклических ароматических соединений.

Отмеченные коренные изменения вызвали и во многих случаях усилили загрязнение среды, эвтрофикацию водоемов и почв, развитие восстановительных реакций в местах супераккумуляции органических веществ (с образованием метана, аммиака, сероводорода).

Интересы будущего человечества заставляют искать решения проблемы управления массами органического вещества, вовлеченными в жизнь планеты. Точная количественная картина современного распрделения органического вещества на суше еще не составлена, но можно считать, что органическое вещество поступает в очень больших количествах на сравнительно ограниченные площади суши и водоемов, где и создается локальное загрязнение.

Борьба с нарушениями природных потоков органических веществ и их вредными накоплениями должна вестись параллельно с борьбой с различными минеральными загрязнителями индустриального происхождения.

Насколько велика концентрация органических веществ в городах и промышленных регионах мира, можно судить по тому, что масса продовольствия и фуража исчисляется по зернопродуктам в 1,5 млрд. т в год, а по общей биомассе до 6 млрд. т (в сухом веществе).

Вес животных продуктов, потребляемых людьми ежегодно, превышает 550 млн. т, в числе которых около 41 млн.т белков. Сама биомасса населения человека и животных составляет 600—800 млн. т. Об элементарном химическом составе этих форм биомассы можно судить по данным табл. 26.

Безотходная и малоотходная "почти замкнутая" технология в индустрии, транспорте и городском хозяйстве по мере осуществления будет давать нарастающий положительный эффект, уменьшая загрязнение биосферы. Однако исключить отходы полностью никогда не удастся. И газоообраз- ные, и жидкие, и твердые отходы, и побочные продукты всегда будут появляться и внедряться в окружающую среду. Дело заключается в учете и оценке отходов и в сознательно организованном использовании их в других областях Хозяйства.

Земледелие, лесоводство, мелиорации ландшафтов - те области, где могут быть с успехом использованы многие отходы (теплая вода, углекислота, кислые и щелочные отходы, шлаки, пыль, зола, остатки строительных материалов и др.). Очень важно при этом сочетать использование загрязнителей индустриального происхождения с использованием отходов органических веществ и органических отбросов, обычно "пропитанных" живыми микро- и мезоорганизмами — разрушителями и минерализаторами мертвой органики.

Критический анализ проблемы привел экспертов ФАО к заключению, что главный загрязнитель вод — это смыв поверхностными водами мочи, навоза и гумуса, а также городские нечистоты, отходы и дорожная пыль (FAO, 1972).

Общее количество различных органических отходов и веществ, вовлеченных человеком в биосферу и локальные экосистемы, очень велико и измеряется, по-видимому, величиной порядка 10 • 109 т ежегодно (в сухой массе) . Примерно столько же минеральных отходов.

Водная эрозия почв волекает ежегодно до 20 млрд. т почвенного мелкозема и гумуса, которые также загрязняют водоемы, озера, устья рек и для разложения и окисления требуют значительных количеств кислорода. Даже в условиях полуоблесенного ландшафта Северо-Запада СССР за время весеннего снеготаяния смывается с полей и уносится в реки с гумусом и мелкоземом: азота (N) - от 5 до 30 кг/га, фосфора (Р2О5) - от 70—95 до 150—170 кг/га, калия (К20) — от 60 до 120 кг/га. Это, конечно, вызывает локальную эвтрофикацию, накопление органики, анаэробиозис с появлением сероводорода, метана, сульфидов, окислов азота. Еще большее отрицательное влияние оказывают отходы крупных центров животноводства, сбросы городских нечистот в депрессии и в местную гидрографическую сеть.

К содержанию книги: Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова