Сельское хозяйство

Сельскохозяйственные стоки наиболее сложно учитывать как источник биогенных элементов. В их составе следует различать вещества, поступление которых связано с земледелием и с животноводством. В земледелии – это потери вносимых в почву удобрений, пестицидов и продукты разложения остатков сельскохозяйственных культур после уборки урожая; в животноводстве – это продукты обмена веществ сельскохозяйственных животных. Сельскохозяйственное загрязнение может привести к значительному ухудшению качества воды и деградации водных систем.

Сельское хозяйство может быть сопряжено со сведением лесов, что также вызывает резкое увеличение выноса азота и фосфора с водосбора (табл. 1.1). С обезлесенного водосбора возрастает общий вынос и взвешенных частиц, составляющий в среднем 156 кг/га по сравнению с 25,4 кг/га с лесного. Причем, интенсивность выноса взвесей с обезлесенных территорий с каждым годом испытывает тенденцию к возрастанию, так как почва в подобных случаях утрачивает способность сопротивляться эрозии (Слинчак, 2006). В целом показатели интенсивности выноса эрозионных продуктов с пахотных земель по регионам России составляют от 0,3 до 8,6 т/га в год (Сметанин, 2003).
Судьба веществ, связанных происхождением с сельским хозяйством, в значительной степени определяется протекающими в почве процессами их превращения и перемещения. Характер этих процессов, с одной стороны, зависит от комплекса климатических и ландшафтных условий, а с другой – от формы и интенсивности сельскохозяйственного производства (табл. 1.2-1.3).

Табл. 1.1. Среднегодовой вынос азота и фосфора во взвеси и в растворе из лесного и обезлесенного водосборов, кг/га (Шилькрот, 1975)
Табл. 1.2. Вынос азота из почв фильтрующимися водами, в зависимости от типа сельхозугодий (с/х) (Шилькрот, 1975)
Табл. 1.3. Вынос фосфора из с/х почв разного типа, мг/м2 в год
(данные Фолленвайдера цит. по Шилькрот, 1975)

С сельскохозяйственных территорий соединения азота и фосфора выносятся поверхностным и грунтовым стоком. Поверхностный сток содержит биогены как в растворе, так и в составе взвесей. Максимальный вынос фосфора из почв осуществляется в составе взвесей в процессе эрозии, при этом находится фосфор главным образом в минеральных частицах почв. По литературным данным, в результате эрозии почва может терять 20-50 кг/га фосфора в год. Азот может теряться и в составе взвесей, и в растворенном виде
19
при вымывании из почв. Эрозия может вызывать довольно большие потери азота, до 100-180 кг/га в год. Во взвесях азот находится главным образом в составе органических веществ. Вымывается азот в основном в нитратной форме, но в случае длительного применения удобрений, особенно аммонийных, в фильтрационных водах появляется аммоний. При высоких дозах удобрений вынос азота может составлять 20-40% внесенного количества. Вынос фосфора из почв фильтрационными водами обычно очень незначителен и составляет всего доли килограмма с гектара в год, соизмеримые количества (0,15-0,75 кг фосфора на гектар за год) вымываются с дренажными водами. В целом вынос азота и фосфора с сельскохозяйственных территорий оценивается как потери 10-25% азота и 1-5% фосфора удобрений.
Роль животноводства в формировании состава стока с сельскохозяйственных угодий может быть очень значительна, особенно в крупных животноводческих регионах. При попытках количественной оценки доли животноводства, как источника биогенов можно использовать данные Фолленвайдера о содержании общего азота и фосфора в экскретах различных домашних животных (табл. 1.4). Эвтрофирующие вещества, поступающие на поверхность почвы с экскретами животных, не могут непосредственно обогащать природные воды. Большая часть их адсорбируется почвой. Какая-то часть все же попадает в водотоки, в грунтовый сток и водоемы.
Табл. 1.4. Количество общего азота и фосфора в экскретах домашних животных (кг на 1000 кг живого веса в год)
(данные Фолленвайдера цит. по Шилькрот, 1975)

Также существует зависимость от количества вымываемых веществ в зависимости от типа угодий на водосборах и различных геологических условий (табл. 1.5). Предложена схема для оценки вымывания из почв удобрений. Согласно ей, в природные воды может поступать 10-20% азота и 1-5% фосфора, содержащихся в экскретах животных (Шилькрот, 1975).
Табл. 1.5. Пределы изменений величин выноса общего фосфора с разных угодий на водосборах, различающихся геологическими условиями (мг/м2 в год) (данные Диллона и Кирхнера цит. по Шилькрот, 1975)