Wpływ rolnictwa na środowisko

Wpływ stosowania nawozów na obieg fosforu:

Na tereny rolnicze wprowadza się co roku w formie nawozów ponad 13 mln ton fosforu i dalsze 2 mln ton jako dodatek do detergentów stosowanych w gospodarstwach domowych. Większość tych pierwszych przedostaje się do cieków wodnych jako spływy rolnicze, natomiast te drugie trafiają tam jako ścieki bytowo-gospodarcze. Wylesianie i wiele innych form uprawy ziemi przyczynia się do zwiększenia erozji w strefie zlewni i spływu znacznych ilości fosforu do wód. Ocenia się, że blisko 2/3 rocznego dopływu fosforu rzekami do oceanów jest efektem działalności człowieka.

Zwiększający się stale spływ fosforu do oceanów nie ma na razie zbyt istotnego znaczenia. Jest ono znacznie większe, gdy fosfor w bardziej skoncentrowanej formie płynie rzekami i dociera do estuariów lub szczególnie – do jezior, ponieważ pierwiastek ten wpływa na wzrost roślin wodnych. W wielu jeziorach na cały świecie dopływ ogromnych ilości fosforu (i azotu) wraz ze ściekami bytowymi i rolniczymi tworzy idealne warunki do zwiększonej aktywności fitoplanktonu. W wyniku eutrofizacji woda jeziora staje się mętna, ponieważ gwałtownie zwiększa się zagęszczenie fitoplanktonu (często są to sinice), a duże wodne rośliny naczyniowe obumierają. Giną również związane z nimi populacje zwierząt bezkręgowych. Rozkład ogromnej masy fitoplanktonu prowadzi do zmniejszenia się stężenia tlenu, a w konsekwencji - do śmierci wielu ryb i bezkręgowców. W rezultacie kształtuje się zespół wysoce produktywny, ale w niewielkim stopniu zróżnicowany pod względem gatunkowym. Rozwiązaniem tego problemu jest zmniejszenie dopływu pierwiastków biogennych przez powtórne wykorzystanie niektórych ścieków, zmianę pewnych zabiegów agrotechnicznych oraz chemiczne usuwanie fosforu z uzdatnianych ścieków przed ich zrzutem. W głębokich jeziorach, w których udało się znacznie zredukować poziom fosforanów, funkcjonowanie ekosystemu może wrócić do stanu pierwotnego, ale w jeziorach płytkich fosfor skumulowany w osadach dennych będzie stale uwalniany i niezbędne jest wówczas fizyczne usunięcie odpadów.

Wpływ rolnictwa na obieg azotu:

Zanikanie i trzebież lasów powodują istotny wzrost dopływu azotu do wód i jego uwalnianie do atmosfery. Zabiegi rolnicze polegające na uprawie roślin motylkowatych, które mają brodawki korzeniowe z bakteriami wychwytującymi azot cząsteczkowy, są nadal ważnym sposobem wychwytywania azotu. W rzeczywistości, ilość związanego azotu produkowanego w wyniku działalności człowieka odpowiada w przybliżeniu ilości azotu wiązanego w sposób naturalny. Produkcja nawozów azotowych (ponad 50 mln ton/rok) ma szczególne znaczenie, ponieważ duża część nawozów wprowadzanych do gleb przedostaje się do rzek i jezior. Nienaturalne zwiększenie stężenia azotu przyspiesza proces eutrofizacji.

Metody ograniczania utrat biogenów:

Zabiegi stosowane zarówno w rolnictwie, jak i gospodarce leśnej nieodzownie wiążą się z wynoszeniem biomasy, a tym samym usuwaniem związków mineralnych. Zasoby te są następnie wykorzystywane poza tymi terenami.. Uprawa, a następnie zbiór roślin redukują biomasę roślin na danym terenie oraz ilość związków mineralnych zawartych w żywych tkankach. Związki mineralne, które są uwalniane w procesie dekompozycji, mogą się przedostawać do wód spływowych. Szczególnie w te sposób tracony jest azot, ponieważ jony azotanowe łatwo przenikają do wód glebowych. Ta utrata azotu jest przyczyną dwóch problemów. Po pierwsze, rolnik musi dostarczać roślinom uprawnym nawóz, aby zapewnić wysokie plony. Po drugie, azot wypłukany z terenów lądowych stwarza problemy w innych ekosystemach, przyczyniając się do eutrofizacji wód i przenikając do wody pitnej. Obieg azotu różni się znacznie w zależności od typu i wielkości gospodarstwa rolnego, a tempo wypłukiwania azotu zależy w dużym stopniu od klimatu. Im wilgotniejszy klimat, tym kosztowniejsze jest stosowanie nawozów azotowych, ponieważ większość z nich jest tracona wskutek wypłukiwania z gleb. Tylko w niewielkim stopniu są one dostępne dla roślin uprawnych.

Hodowla zwierząt gospodarskich od lat na tych samych pastwiskach prowadzi do niewydajnego obiegu azotu. W gospodarstwach nastawionych na intensywną hodowlę następuje znaczna utrata azotu w wyniku denitryfikacji, wypłukiwania śródglebowego, parowania i spływu powierzchniowego. W dodatku gospodarstw te borykają się z problemem zagospodarowania odpadów. Dzieje się tak dlatego, że plony zebrane na dużych przestrzeniach pól są koncentrowane na małym obszarze wód wśród zabudowań gospodarczych. Zawartość azotu w odchodach bydła, świń oraz ludzi sięga około 2,4 %, a w kałomoczu z ferm kurzych aż 6 %. Odchody mogą być suszone i wykorzystywane jako paliwo, ale zwykle zawierają zbyt dużo wody. Innym problemem jest to, że jeśli osady ściekowe mają trafić z powrotem na ląd, to ich objętość jest zbyt duża, a transport zbyt drogi. Istniej też niebezpieczeństwo uwalniania się azotanów i ich przenikania do źródeł wody. Do zrzutu ścieków mogą być wykorzystywane morza i oceany.

Wiele problemów związanych z gospodarką azotem na obszarach rolniczych dotyczy także terenów leśnych. Jednak przez znaczną część swego trwania la utrzymuje dużą biomasę i rozległy system korzeniowy. Krytycznym okresem w sensie utraty azotu jest czas wycinki i przygotowywania nowych nasadzeń.

Wykorzystanie wód:

Wykorzystanie wód do produkcji rolnej jest ogromne i może mieć wiele ekologicznych konsekwencji. Niedobory wody występują powszechnie na całym świecie, nawet jeśli wielkość opadów jest umiarkowana, a nawet duża, gdy ograniczone są możliwości retencji wody.

Zasadniczym problemem w związku z nawadnianiem terenów suchych, o znacznym tempie parowania, jest akumulacja soli w glebach powierzchniowych (salinizacja). Powoduje ona zmniejszenie plonów, a w końcu całkowite wyjałowienie gleby. Salinizacji można uniknąć, jeśli poziom soli w glebie jest niski lub umiarkowany i jeśli poczyniono nakłady na budowę systemu odwadniającego, usuwającego wody spływowe bogate w sole. Jednak ze względu na rzadkie stosowanie zabiegów irygacyjnych na suchych obszarach ponad 125 tys. hektarów terenów uprawnych traci się co rok w wyniku salinizacji.
Nieodpowiednie gospodarowanie terenami suchymi i półsuchymi prowadzi do ich pustynnienia i nie nadają się już one do produkcji rolnej. Nadmierny wypas stad może całkowicie zniszczyć roślinność i odsłonić wrażliwe gleby. Jest to poważny i stale rosnący problem, będący efektem ludzkiej działalności i zmieniającego się klimatu. W dodatku pustynnienie może postępować także w sposób naturalny. Około 30 % lądów na Ziemi w różny stopniu dotyka problem pustynnienia. Obecnie globalne straty w wyniku tego procesu szacuje się na około 6 mln hektarów rocznie.

Ekologiczne skutki współczesnego rolnictwa:

Rolnictwo jest głównym źródłem pożywienia i jednym z najstarszych, a zarazem podstawowym działem gospodarki. W rolnictwie występują dwa podstawowe systemy uprawy odłogowy i osiadły. Obecnie gospodarka odłogowa występuje w niewielkie skali w krajach rozwijających się, leżących w strefie lasów równikowych i sawanny. Gospodarka osiadała odgrywa wiodącą rolę we współczesnym rolnictwie. Prowadzi ona do przekształcenia ekosystemów: biocenozy naturalne zostają usunięte na stałe, właściwości biotopu zmienione i zostaje on zasiedlony przez rośliny i zwierzęta udomowione. Gleba jest stale pozbawiana związków pokarmowych przez zbiórkę i wywóz plonów. Rolę przywracania żywności glebie przejmuje od naturalnej roślinności nawożenie naturalne i sztuczne. Gleba użyźniana może być również przez właściwy płodozmian, w którym co parę lat pojawiają się rośliny wzbogacające glebę w związki mineralne i próchnicę.

Efekt działalności rolniczej zależy od urodzajności gleby i prawidłowości kultury agrotechnicznej. Olbrzymia rola i specyficzny charakter produkcji rolniczej wymagają takiego gospodarowania, aby nie została zachwiana równowaga ekologiczna, niezbędna do uzyskania odpowiedniej wydajności i jakości produkcji rolnej. Niestety, jak do tej por rolnictwo kładzie nacisk na efekty ekonomiczne, spychając na plan dalszy ekologiczne skutki swej działalności. Są one dostrzegane dopiero wtedy, gdy zagrażają ilościowym spadkiem produkcji.

W miarę wzrostu liczby ludności postępował proces intensyfikacji produkcji rolnej, ponieważ istnieją tylko ograniczone możliwości powiększania areału ziem uprawnych. Intensyfikacja wymaga wzrostu zużycia energii w postaci pracy żywej i uprzedmiotowianej na jednostkę produkcji uprawnej. Podstawowymi środkami intensyfikacji rolnictwa są: mechanizacja, chemizacja i melioracje. Wszystkie te działania mogą oddziaływać ujemnie na środowisko przyrodnicze. Zjawiska degradacji środowiska przez rolnictwo są szczególnie nasilone, gdy środki intensyfikacji stosuje się wbrew zasadom zdrowego rozsądku – bez uwzględniania praw biologicznych i ekologicznych. Z reguły zaś celem działania jest wyłącznie uzyskiwanie wysokich plonów bieżących, z pominięciem koniecznych ograniczeń, wynikających z niekorzystnego wpływu na środowisko. Przy niewłaściwej gospodarce rolnej może ono ulec niekorzystnym zmianom powodującym nie tylko stagnację, ale nawet spadek produkcji żywności w dłuższym okresie.

Do podstawowych, negatywnych skutków ekologicznych intensyfikacji rolnictwa zalicza się:

 degradację gleby,
 zmniejszenie retencji wodnej na obszarach uprawnych,
 eutrofizację i skażenie cieków wodnych, jezior,
 skażenie wód podziemnych,
 zatrucie naturalnych łańcuchów pokarmowych,
 skażenie żywności,
 zniszczenie walorów estetycznych krajobrazu.

Do głównych czynników w obrębie gospodarki rolnej degradujących środowisko zalicza się:

 nieumiejętne lub nadmierne stosowanie środków ochrony roślin,
 zbyt intensywne i jednostronne nawożenie mineralne,
 zbyt wysokie i niewłaściwe nawożenie organiczne (zwłaszcza gnojowicą),
 ujednolicenie produkcji roślinnej – odchodzenie od płodozmianu na rzecz wieloletnich monokultur, powiększenie obszarów pól, rezygnacja z roślin motylkowatych i strączkowych w zmianowaniu i zaprzestanie międzyplonów i poplonów, nadmierna koncentracja produkcji,
 wadliwie zaprojektowane i wykonane melioracje,
 przepasienie użytków zielonych,
 rozszerzanie i powierzchni upraw na tereny o marginalnych glebach,
 niedostosowanie kierunków form rolniczego wykorzystania terenu do warunków siedliskowych,
 zanikanie tradycyjnych, sprawdzonych przez stulecia metod uprawy i chowu,
 niszczenie drobnych biotopów, żywopłotów, zadrzewień śródpolnych, miedz itd.,
 niewłaściwe rozmieszczenie użytków rolnych,
 zmniejszenie liczby gatunków i odmian roślin uprawnych i ras zwierząt hodowlanych,
 nadmierną koncentrację produkcji zwierzęcej i wynikający stąd problem gnojowicy,
 niezgodne z wymogami gatunkowymi formy chowu zwierząt użytkowych,
 niezdrowe systemy karmienia zwierząt użytkowych,
 nieekologiczną technikę produkcyjną (np. stosowanie zbyt ciężkich maszyn rolniczych).

Rolnictwo ekologiczne:

Narastanie negatywnych skutków konwencjonalnego sposobu gospodarowania w rolnictwie przyczyniło się do poszukiwania nowych metod uprawy i hodowli, opartych o założenie, że człowiek nie może walczyć i wykorzystywać przyrody, ale musi z nią współżyć. Owocem tych poszukiwań jest rolnictwo ekologiczne, reprezentujące odmienny stosunek do celów działalności rolniczej i środków ich realizacji niż rolnictwo konwencjonalne. Zróżnicowanie celów wpływa na system produkcji i rodzaj stosowanych środków. W rolnictwie ekologicznym dominują środki biologiczno-fizyczne wywodzące się z gospodarstwa. W rolnictwie konwencjonalnym kluczowe znaczenie mają natomiast wysokie nakłady energii i materii z zewnątrz.

Rolnictwo ekologiczne jest to system gospodarowania, który aktywizując przyrodnicze mechanizmy produkcyjne poprzez stosowanie środków naturalnych, nie przetworzonych technologicznie, zapewnia trwałą żyzność gleby i zdrowotność zwierząt oraz wysoką jakość biologiczną produktów. Jest to system zrównoważony ekologicznie i ekonomicznie, w duży stopniu niezależny od nakładów zewnętrznych, nie obciążający środowisk, który umożliwia rozwój wsi i rolnictwa jako bezcennych, ponadczasowych wartości samych w sobie.

Rolnictwa ekologicznego nie można utożsamiać z ekstensywnym. Gospodarstwo nie może uznać się za ekologiczne z powodu niestosowania środków chemicznych. Można stosować np. nawozy naturalne w sposób, który doprowadza do skażenia żywności i wód. Także produkcja na terenach skażonych nie może nosić miana ekologicznej, ponieważ w warunkach skażenia gleby nie jest możliwe wyprodukowanie zdrowej żywności.

Podsumowanie:

Ochrona roślin rolniczych jest jednym z ważniejszych działów produkcji rolniczej. Wyliczono, że choroby, szkodniki i chwasty obniżają plon i jego jakość w granicach od kilkunastu do kilkudziesięciu procent. Dlatego poszukiwanie dróg zmniejszenia rozmiarów tych strat jest działaniem koniecznym. Wyrazem tego mogą być środki ochrony roślin. W naszym rolnictwie zużycie pestycydów jest znacznie niższe niż w przodujących krajach europejskich. Jest to zjawisko niepokojące z rolniczego punktu widzenia, natomiast może być dobrze odbierane ze względu na środowisko i jakość płodów rolnych. Trzeba jednak mieć świadomość, że wzrost intensyfikacji rolnictwa, co jest rzeczą konieczną, spowoduje zwiększenie zużycia pestycydów. Nie musi to jednak spowodować negatywnych skutków ekologicznych, ponieważ są sposoby racjonalnego ich stosowania, tak jak np. w rolnictwie integrowanym.

Wszelkie działania zmierzające do zaspokojenia potrzeb żywnościowych i paszowych powodują zazwyczaj wzrost intensywności produkcji, co stoi w sprzeczności z potrzebami środowiska. Trudno będzie zwiększyć światową produkcję bez wydatnego zaangażowania przemysłowych środków produkcji, a więc nawozów, pestycydów, techniki, irygacji, fabryk przetwórstwa rolnego, co wiąże się z ogólnym wzrostem zużycia energii. Działania zwiększające produkcję rolną pójdą w dwóch kierunkach – poprzez nowe tereny uprawowe i zwiększenie wydajności jednostkowej. Zarówno jeden, jaki i drugi kierunek będzie kosztowny, z tym że pierwszy dotyczy bezpośredniej ingerencji w sferę ekologii. Ustabilizowane dotąd ekosystemy trawiaste czy trawiasto-krzaczaste ulegną modyfikacji, tracą swoją dotychczasową fizjonomię. Poszukiwania nowych terenów uprawowych ograniczą się do tych regionów świata, gdzie odsetek takich ekosystemów jest większy. Obok projektów nakierowanych na wzrost nowych przestrzeni upraw rolniczych, należy zwrócić większą uwagę na stan obecnych stepów, pustyń i półpustyń. Ich erozja i zasolenie gleb nawadnianych sukcesywnie się powiększa. Zadaniem pierwszoplanowym jest ograniczenie negatywnych skutków przyrodniczych. Dotychczasowa wiedza, środki techniczne i finansowe są wystarczające dla sprostania takim wyzwaniom. Na przeszkodzie stać może rozproszenie tych środków i brak ośrodka koordynującego.

Bibliografia:

1) Kompendium wiedzy o ekologii
pod red. Jana Strzałko i Teresy Mossor-Pietraszewskiej
wyd. PWN, Warszawa 1999
2) Krótkie wykłady. Ekologia
A. Mackenzie, A.S. Ball, S.R. Virdee
wyd. PWN, Warszawa 2000
3) Ochrona środowiska przyrodniczego
G. Dobrzański, B.M. Dobrzańska, D. Kiełczewski