Микробиологические технологии - экологическая альтернатива химизации сельского хозяйства

Микробиологические технологии - экологическая альтернатива химизации сельского хозяйстваВ.А. Юрченко
кандидат биологических наук

В СЕРЕДИНЕ XX века экологическая несбалансированность в ряде стран и межгосударственных регионов переросла в экологический кризис, имеющий глобальный, общеземной характер. Возникла опасность разрушения системы жизнеобеспечения человека и биосферы в целом, которая носит многоплановый и многосложный характер. Эта ситуация требует для своего решения не только природоохранных, но и чрезвычайных социальных, экономических, политических и демографических мер. Среди них ключевую позицию занимает обеспечение экологической чистоты промышленных производств, в первую очередь - производства продуктов питания. Без них все другие материальные ценности теряют смысл.

Источником продуктов питания является сельскохозяйственное производство. Причем особая роль в нем принадлежит земледелию, которое путем выращивания растений - уникального и пока единственного способа консервации солнечной энергии - по пищевым цепям доводит ее до людей в виде продуктов растительного и животного происхождения. Но низкая урожайность сельскохозяйственных культур, ежегодная гибель более трети мирового урожая из-за вредителей, болезней растений и сорняков заставляют часть населения Земли и в XXI веке жить впроголодь.

Начавшееся в XX веке привлечение химических средств для кардинального увеличения продукции сельского хозяйства сулило большие надежды. Химизация получила широкое развитие в интенсивных сельскохозяйственных технологиях и стала синонимом прогрессивного ведения сельскохозяйственного производства. Однако эйфория первых лет химизации сельского хозяйства сменилась опасениями, а затем и тревогой. Экологические последствия такой массированной химической атаки оказались неблагоприятными. Химические средства защиты растений - пестициды - обеспечили лишь кратковременное решение проблемы урожая и вызвали цепь негативных явлений в окружающей среде, в том числе и ухудшение здоровья населения. Из 4 млн тонн пестицидов, ежегодно используемых в мире, лишь 1 % непосредственно воздействует на вредителей сельскохозяйственных культур. Остальная часть действует на другие организмы, фильтруется в почву, смывается в водоемы, уносится ветром, загрязняя таким образом литосферу, гидросферу, атмосферу и их биоту (исторически сложившуюся совокупность живых организмов) высокотоксичными соединениями. Эффективность применения пестицидов из-за привыкания к ним вредителей устойчиво снижается, что требует для достижения желаемого эффекта постоянного увеличения их количества. Химизация сельскохозяйственных угодий вызвала многочисленные цепные реакции, захватившие все звенья экосистемы, и не имела положительных перспектив, поскольку противоречила основным экологическим законам. Кроме того, при разложении ряда пестицидов в почве, воде и растениях образуются стойкие и токсичные метаболиты (продукты жизнедеятельности, обмена веществ (метаболизма)), которые при переносе по трофическим цепям накапливаются в их замыкающей части до концентраций, опасных для жизни: в мире ежегодно отмечается до полумиллиона случаев отравления пестицидами.

Еще одну серьезную экологическую проблему, а в некоторых регионах и экологический кризис, создало такое направление химизации земледелия, как внесение в почву минеральных удобрений. Коэффициент использования агрохимикатов (отношение их количества, поглощаемого растениями, к общему количеству внесенных агрохимикатов) при увеличении доз резко падает, вызывая накопление их остатков в почве, грунтовых и поверхностных водах, растениях и животноводческой продукции. Несбалансированность минеральных удобрений, поставляемых сельскохозяйственному производству, неправильное их применение в погоне за высокими урожаями (переудобрение) привели к нитратному загрязнению кормов и продуктов питания, а в результате - к росту онкологических заболеваний животных и человека. Возрастание норм внесения минеральных удобрений привело к увеличению потери почвами гумуса. В настоящее время загрязненность почв Украины минеральными удобрениями составляет 121-257 т/га, а пестицидами - 3,5-16,9 т/га.

Микробиологические технологии - экологическая альтернатива химизации сельского хозяйстваХимизация широко внедрилась и в такую отрасль сельского хозяйства, как животноводство. Возрастающее применение антибиотиков для стимуляции роста, предупреждения желудочно-кишечных расстройств приводит ко все большему распространению среди микроорганизмов факторов устойчивости к антибиотикам.

Фармакологические вещества (антибиотики, гормоны, тиреостатики) или продукты их распада при неправильном или сверхнормативном применении могут накапливаться в организме животных и попадать в продукты питания человека - молоко, яйца, мясо, создавая угрозу здоровью потребителя.

Экологическая напряженность в сельскохозяйственном производстве усилилась в последние годы до опасного уровня. Исходя из интересов сохранения здоровья человечества и поддержания жизнеобеспечивающих систем биосферы нашей планеты, единственно правильной стратегией, вероятно, является постепенный отказ от использования химических препаратов (особенно пестицидов) в сельском хозяйстве и применения широкого комплекса альтернативных экологически чистых технологий. Химические средства должны быть лишь инструментом экстренного вмешательства в критических ситуациях, но не в повседневной практике.

Однако повышение экологической чистоты сельского хозяйства, внедрение технологий, альтернативных химическим, встречают яростное противостояние химического лобби. Крупные транснациональные концерны заинтересованы в развитии производства пестицидов, антибиотиков, минеральных удобрений для такого масштабного потребителя, как сельское хозяйство. Эта заинтересованность, подкрепленная очень значительными материальными ресурсами, существенно тормозит широкое внедрение нехимических средств интенсификации сельскохозяйственного производства.

И все-таки вопреки усилиям химического бизнеса в мире накапливается опыт ведения сельского хозяйства без использования химических препаратов, который включает в себя интегрированные и биологические методы защиты растений, селекцию устойчивых сортов растений, использование систем агротехнических мероприятий и др. Одним из наиболее перспективных направлений таких альтернативных агроэкологии является использование специфических микробных популяций. Так, ряд бактерий применяется для борьбы с гусеницами, комарами и мошкой, а микробиологические препараты успешно подавляют рост сорняков. Большие перспективы имеет использование в сельскохозяйственном производстве молочнокислых бактерий, причем, не только в давно известных способах стимуляции производства силоса. Молочнокислые бактерии эффективно применяются в птицеводстве и свиноводстве для лечения стрессовых диарей, бактериальных и вирусных энтеритов. Еще одна группа бактерий - азотфиксаторы - являются экологически чистой альтернативой азотным удобрениям.

Микробиологические технологии - экологическая альтернатива химизации сельского хозяйстваЭти технологии при всех их недостатках (медленное действие, ограниченная эффективность, небольшие рынки сбыта) имеют огромное преимущество перед абсолютным большинством химических средств - экологичность, низкий уровень экологического риска. Если используемая микробная популяция стабилизируется в почвенной экосистеме, она станет ее элементом и фактором устойчивости, если нет - она будет элиминирована (минерализована) автохтонной микрофлорой (микроорганизмы, возникшие в процессе эволюции в данном биоценозе и обитающие в нем постоянно). Микробная биомасса, в отличие от химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве и очень часто не имеющих аналогов в природной среде, является естественным субстратом, легко разлагаемым в почвенных экосистемах. А продукты деструкции (продукты распада органических веществ отмерших организмов до более простых, в конечном итоге - до минеральных веществ) бактериальной биомассы -легко окисляемые и утилизируемые биотой соединения биогенных элементов.

В настоящее время в ряде стран биологические (в том числе микробиологические) технологии сельскохозяйственного производства получают все больше распространение, поскольку химикаты запрещаются или ограничиваются в применении из-за обеспокоенности общества присутствием химических соединений в пище и их негативным воздействием на природную среду. Возможно, что не все ожидания в использовании экологически альтернативных технологий сразу оправдаются. Но несомненно, что работы в этом направлении в конечном результате будут вознаграждены чистым воздухом и питьевой водой, плодородной почвой, прекрасным и бесконечно разнообразным миром животных, растений и микроорганизмов для наших потомков.

Написать комментарий [отменить ответ]

Внимание: HTML разметка не поддерживается!!