Министерство  образования Российской Федерации 

       Новгородский  Государственный университет им. Ярослава Мудрого

       Институт  сельского хозяйства и природных  ресурсов

       Кафедра химии и экологии

       Курсовая  работа по агроэкологии

             Выполнил:                                                                                                             Проверил:

       Студентка  4 курса                                                                                          к.с.-х.н., доцент                              

       Гр. 6301                                                                                                                   Васильева Г.В.

       Ульянова  И. В.

       Великий Новгород

       2010 

Оглавление

Введение 3

1.Обзор  литературы 8

1.1 Характеристика культуры 8

1.2 Основные вредители  культуры и меры  борьбы с ними 10

1.3 Основные болезни  культуры и меры  борьбы с ними 13

1.4 Сорные растения  и меры борьбы  с ними 17

2. Оценка эколого-гигиенической  ситуации при использовании  химических средств  защиты растений 19

3. Экологические аспекты  применения минеральных  удобрений 24

4. Предложения, рекомендации  по снижению опасного  влияния экотоксикантов  на окружающую  природную среду 31

Список  литературы 35

Приложение 1 36

Приложение 2. 37

Приложение 3. 38

Приложение 4 39

Приложение 5 40

Приложение 6 41

       Введение

       В процессе взаимодействия с природой человечество постоянно решало первейшую  задачу жизнеобеспечения – производство продуктов питания.

       Процесс перехода от собирательства к примитивным, а в последующем и к более  совершенным системам земледелия, к более совершенному ведению сельского хозяйства в целом, стимулируя рост производства продовольственных ресурсов, способствовал увеличению значения аграрного сектора в формировании первичной биологической продукции. Это весьма благоприятствовало росту численности населения планеты.

       Биомасса  людей по сравнению с доагрокультурной эпохой значительно выросла благодаря  сельскохозяйственному производству, интенсивность которого зависит  от аккумулируемой  энергии. В современной  биосфере в антропогенный канал, образуемый людьми и домашними животными, поступает около 1,6 *10¹³ Вт, что соответствует примерно 25% общей первичной продукции растений (Горшков, 1995). Столь весомое увеличение первичной продукции, потребляемой человечеством, происходит уже не только за счет солнечной энергии, но и под воздействием дополнительных энергетических источников. При этом, по мнению академика РАСХН А. А. Жученко, сложившиеся суждения о том, что в сельскохозяйственном производстве уменьшается значение солнечной энергии и возрастает роль энергии антропогенного происхождения, являются необоснованными. Примерно 95% сухого вещества растений – это аккумулированная в процессе фотосинтеза энергия Солнца, а сама продуктивность агроценозов обеспечивается обеспечивается в первую очередь за счет свободно протекающих в растениях и почве биологических процессов. Привносимая в агроэкосистемы «антропогенная энергия» не заменяет (и не может заменить) солнечную энергию, а выступает в роли своеобразного катализатора, стимулирующего более активное ее использование (усвоение).

       Непреходящее  значение имело также существенное расширение спектра растений, выращиваемых для получения пищевых ресурсов.

       Человечество  ежегодно потребляет 8,76 млрд т продуктов  сельскохозяйственного производства, которые содержат около 1,5*10²⁰ Дж энергии. Около 90% заключенной в этих продуктах энергии обеспечивается растениеводческой продукцией.

       На  земном шаре культивируется немногим более 80 видов главных сельскохозяйственных культур. На зерновые приходится около 60 % мирового производства продуктов питания (из них более 40 % — на рис и пшеницу). Злаковые культуры дают почти 50 % белка, потребляемого человеком.

       Управление  сельскохозяйственными экосистемами для увеличения первичной биологической продуктивности, расширения видового разнообразия возделываемых культур, обеспечения необходимого качественного состава производимых продуктов, наличия в них требующихся человеку белков, витаминов, минеральных веществ и других необходимых ингредиентов, а также отсутствия или минимизации нежелательных компонентов — первостепенные функциональные задачи. Их решение связано с использованием как невозобновимых, так и возобновимых природных ресурсов, что в определенной степени служит первопричиной обострения экологических проблем.

       XIX в. и первая половина XX в. отмечены активным заселением и освоением плодородных участков планеты. Относительно свободными от антропогенного влияния остаются пока что области, достаточно сложные для освоения, требующие больших затрат, а так же выполняющие чрезвычайно важную экологическую функцию поддержания стабильности биосферы, к примеру тропические леса. Таким образом, увеличение производства продуктов питания в первую очередь должны обеспечивать уже возделываемые земли, т.е. процесс получения первичной биологической продукции заведомо носит интенсивный характер.

       Во  второй половине XX в. было представлено особенно много предположительных сведений о первичной биологической продуктивности как естественных природных систем, так и сформированных человеком агроценозов. Рассматривались также и потенциалы отдельных составляющих природных систем. В целом для планеты теоретический максимум продуцирования органических веществ за счет климатического потенциала фотосинтеза можно принять в пределах 330 млрд т в год.

       Р. Эйрес пришел к выводу, что мировое сельскохозяйственное производство пока что достигло примерно 15 % максимально возможного объема, т. е. имеются значительные резервы наращивания первичной биологической продукции, формируемой в сфере сельского хозяйства. При этом требуется привнесение дополнительной «антропогенной энергии» (средства химизации, технологии механизации, приемы мелиорации и др.). Здесь-то, как свидетельствует многолетняя практика, возникают и развиваются противоречивые отношения. С одной стороны, использование достижений науки и техники, масштабы производства — необходимое условие удовлетворения потребностей человека. С другой стороны, все это отрицательно влияет на природу, что проявляется в истощении и уничтожении естественных ресурсов, нарушении механизмов саморегуляции и стабильности экосистем, загрязнении среды.

       По  мере   развития   сельскохозяйственных экосистем, создаваемых для получения  максимума продукции, воздействие  на природу, обусловленное перераспределением энергии и веществ на поверхности Земли, постоянно возрастает. Совершенствование орудий труда, внедрение высокоурожайных культур и сортов, требующих большого количества питательных веществ, стали резко нарушать природные процессы. Необоснованные земледельческие приемы и системы земледелия действуют опустошающе (эрозия почв и утрата плодородия вследствие нерационального использования и несоблюдения предупредительных мер и технологий охраны почв; засоление и заболачивание орошаемых массивов; изменение структуры почв из-за чрезмерного переуплотнения верхних горизонтов; снижение биологического разнообразия естественных ландшафтов в результате длительного выращивания растений одного вида; нарастание дефицита подземных пресных вод из-за истощения водоносных горизонтов при интенсивном заборе воды на орошение; загрязнение поверхностных и подземных вод остатками пестицидов и нитратов, поступающих с сельскохозяйственных угодий; исчезновение диких животных в результате разрушения мест их обитания сельскохозяйственной деятельностью и многое другое).

       Для регулирования и решения этих проблем предлагают научно обоснованные приемы и способы, позволяющие в определенных случаях лишь частично предотвратить или снизить нежелательные эффекты, возникающие при получении первичной биологической продукции в различных условиях хозяйствования. Однако целостная внутренне непротиворечивая теория долгосрочной оптимизации формирования первичной продукции на основе сельскохозяйственного производства пока еще не создана. Идет процесс ее становления на базе синтеза научных положений многих наук. При формировании систем получения первичной биологической продукции выбор той или иной модели интенсивного аграрного природопользования определяется балансом между экономическими и экологическими аргументами. На фоне роста технических возможностей человечества по освоению природных систем для целевого формирования первичной сельскохозяйственной продукции экономика выступает в качестве своеобразного фильтра целесообразности и допустимости проводимых мер. Технические возможности и технологические решения (обводнение, орошение, террасирование, культуртехнические мероприятия и др.) неуклонно расширяли, а экономические ограничения сужали диапазон хозяйственного использования почвенного покрова планеты.

       В последние десятилетия на равный, а во многих случаях и на более  высокий уровень выходят экологические  ограничения. Существует объективный природный предел — порог снижения естественного плодородия, при приближении к которому вся техническая мощь человека, созданные им высокопроизводительные искусственные средства становятся менее эффективными, но при этом избыточно нарастают по масштабам и глубине проявления отрицательные экологические последствия. Решая насущные проблемы, необходимо учитывать пределы допустимого вмешательства в естественный и непрерывный ход процессов. Сложившаяся тенденция «наполнения» агроэкосистем искусственными средствами, создавая иллюзорность благополучия, лишь вуалирует фактическое истощение их природного потенциала. Например, минеральные удобрения не могут служить долговременным средством обеспечения устойчивого производства различных культур, поскольку при широкомасштабном применении интенсифицируют расход капитальных почвенных резервов, способствуя тем самым падению природного плодородия, что подтверждается значительным уменьшением запасов гумуса.

       В последнее время особое значение приобретает    качество    производимой продукции. Анализируя в  ретроспективном плане опыт других стран, следует констатировать, что пока не будет ликвидирован прессинг дефицита сельскохозяйственной продукции, вопросы экологии неизменно будут иметь подчиненное значение. И только по мере насыщения рынка продовольствием экологические требования и ограничения выходят на первый план. Поэтому при оценке проблем сельскохозяйственного формирования биологической продукции необходимо различать задачи ближайших лет и более отдаленную перспективу.

       1.Обзор литературы

1.1 Характеристика культуры

     Свекла  столовая -  двулетнее корнеплодное растение семейства (Chenopodiaceae) Маревые (Лебедовые). Свекла столовая - близкий родственник свеклы листовой, сахарной и кормовой. В первый год жизни образуется листовая розетка и корнеплод, на второй - цветочная стрелка (цветонос), свекла зацветает, дает семена.

       Корневая  система свеклы стержневая, залегает неглубоко, на глубине 10-15 см. От центрального корня в двух направлениях, параллельно семядолям, отходят всасывающие корни.

       Листья  свеклы цельные, очередные, мягкие, с волнистым краем, имеют сердцевидно-яйцевидную пластинку и довольно длинные черешки треугольной формы. Черешок и центральная жилка листа обычно имеют интенсивный бордовый цвет, зачастую и вся листовая пластинка красно-зеленая.

       Стебель свеклы, а точнее, цветоносный надземный побег с мощным прямостоячим ветвистым стеблем высотой 40-70 см, образуется на второй год жизни. Однако при некоторых условиях - ранневесенний и особенно подзимний посев, затяжная холодная весна - у свеклы нарушается двухгодичный цикл развития и она зацветает в первый год жизни, образуя цветоносный побег-"цветуху".

       Цветки обоеполые, мелкие, расположены одиночно или пучками по 2-7 штук на верхушках стеблей и ветвей, зеленоватые или беловатые, с пятичленным простым околоцветником, пятью тычинками и крупным песиком. Соцветие - метелка. Свекла - перекрестноопыляемая культура, сорта легко переопыляются между собой и с дикой свеклой.

       Плод  - коробочка. Срастаясь с одревесневающим околоцветником и между собой, плоды образуют твердое соплодие - клубочек. В клубочке может быть от 1 до 7 мелких, округлых, гладких семян в твердой оболочке. Масса 1000 штук соплодий колеблется в пределах 18-50 г, масса семян 1,5-5 г. Всхожесть семян сохраняется до 8 лет.

     Корнеплоды  в зависимости от сорта имеют разную форму, размеры и окраску. По форме корнеплоды бывают длинными, шаровидными и плоскими, встречаются и переходные формы, например, плоскоокруглая и удлиненно-коническая. Длинные и шаровидные корнеплоды наиболее урожайны. Окраска наружной кожицы корнеплодов варьируется от красной до черно-фиолетовой, мякоть может быть белой, красной, малиновой, коричнево-красной, темно-красной, темно-фиолетовой с различной степенью кольцеватости.

       В XII-XIII веках в Европе начали выращивать красную свеклу. В XI-XVI веках она  распространилась на территории России, а в XVII-XVIII веках стала одной  из основных овощных культур. В России свекла выращивается повсеместно, но наибольшее количество производят в Центральном регионе, на Северном Кавказе и на Урале. Свекла уникальна по содержанию биологически и физиологически активных веществ. Калорийность ее корнеплодов очень велика. В них содержатся белки, жиры, клетчатка, пектины, сахара (сахароза, фруктоза, глюкоза), органические кислоты, много витаминов и минеральных солей и микроэлементов. Щелочная реакция - характерная особенность свеклы.  
В пищу используют корнеплоды и молодые листья (витамина С в них в два раза больше, чем в корнеплодах) в свежем, вареном, консервированном, сушеном и вяленом виде. В год человеку необходимо не менее 7 кг свеклы Почва: pH: 6,0-7,2 (нейтральная или слабощелочная реакция) механический состав почвы: легкие, рыхлые, глубоко обработанные суглинистые или супесчаные почвы, черноземы, пойменные земли, торфяники    (при известковании). Учитывая высокую чувствительность свеклы к избытку влаги, на почвах с близким стоянием грунтовых вод (ближе 80-100 см) ее высевают на гребни и гряды.

       Свекла - сравнительно холодостойкая культура, семена начинают прорастать при 4-5°С. Взрослые растения переносят понижение температуры до -2-3°С, а всходы могут погибнуть при кратковременных заморозках. Оптимальная температура для роста и развития растения +15-20⁰С.

       В условиях современной технологии возделывания столовой свеклы в специализированных хозяйствах с высокой концентрацией посевов требования к защите ее от вредителей, болезней и сорняков значительно повышаются.

       Наиболее  распространены вредители на культуре – долгоносики, свекловичные блошки, щитоноски, листовая и корневая тли, луговой мотылек, свекловичная крошка, минирующая муха, минирующая моль, проволочники. Из болезней особенно вредоносны корнеед  всходов, пятнистость листьев (церкоспороз), мучнистая роса, пероноспороз, вирусная желтуха и мозаика, ржавчина, гнили  корней (сухая, фузариозная, бурая, красная, хвостовая) и кагатная гниль. Очень  обширен список сорняков, борьба с  которыми при интенсивной технологии приобретает первостепенное значение.

1.2 Основные вредители культуры и меры борьбы с ними

       Свекловичный долгоносик (bothynoderes punctiventris germ.)

       Обыкновенный  свекловичный долгоносик – жук из семейства долгоносиков.

       Жук серовато-бурый, с длинной головотрубкой; на каждом надкрылье посередине косая  черная перевязь и вблизи вершины  бело окрашенный бугорок, обведенный сзади  черным; общая длина около 12—16 мм.

       Личинка безногая, белая, дугообразно согнутая, с буровато-желтой головой; всё тело в поперечных складках, а на спине  первого грудного сегмента поперечная блестящая бляшка; длина до 30 мм.

       Зимуют  жуки в почве на глубине преимущественно  от 15 до 30 см. Весной при нагреве почвы  до 10—12° они выбираются на поверхность. В основных свекловичных районах  выход жуков обычно начинается с  апреля и длится до середины мая. Растянутость выхода объясняется постепенным  прогреванием слоев почвы. Выбравшись из почвы, жуки расползаются. Сначала  они передвигаются по земле, а  с повышением температуры на поверхности  почвы более 20° совершают полеты. Жуки наиболее активны в теплую и  солнечную погоду. Первое время пищей  для жуков служат дикорастущие мальвовые  растения, а с появлением всходов  сахарной свеклы питаются ими, объедая  листья и черешки. Наиболее опасны жуки для сахарной свеклы в фазу всходов до появления второй пары настоящих листьев. Вследствие большой прожорливости один жук может уничтожить значительное количество молодых растений.

     Численность свекловичного долгоносика зависит  от погодных условий вегетационного периода. В годы с холодным и дождливым  летом развитие долгоносика задерживается  и к началу зимовки остается много  личинок и куколок, которые погибают от болезней. Наоборот, в годы с теплым летом и теплой осенью потомство  свекловичного долгоносика успевает закончить развитие и перейти  в фазу взрослого насекомого.

        Свекловичная минирующая муха 
Pegomya hyoscyami Pan. (Diptera Anthomyidœ)

       Основной  вредитель  столовой  и  кормовой   свеклы.   Развивается в двух поколениях, иногда частично  в третьем.  Вредоносная первая генерация, которая повреждает растения в ранние фазы  развития  - 2-5 листьев. Зараженность личинок фитофага опиусами колеблется по  годам:  при сухом теплом лете 40-70% в первом поколении и 70-90% во  втором;  в  дождливое лето этот показатель не  превышает  15  и  50%  соответственно.  Причина низкой зараженности вредителя - нарушение синхронности развития  хозяина и паразита, обусловленное прежде  всего  их  различными  требованиями  к температурным условиям: температура ниже  20⁰С  значительно сильнее тормозит развитие паразитов опиусов, чем свекловичной  мухи .  Наиболее высокая эффективность опиусов достигается,  если  годы  с  теплым  летом повторяются хотя бы дважды подряд. Многоядные хищники в  отдельные  годы тоже играют важную роль в регулировании численности вредителя,  хотя  их деятельность активизируется  к  концу  лета. 

    Несмотря на существенную роль  энтомофагов  в  снижении  численности

свекловичной  мухи, до сих пор не разработан  уровень  их  эффективности.

Поэтому пока для принятия решения о  необходимости  проведения  защитных

мероприятий следует руководствоваться  такими  критериями:  в  фазе  2-3

настоящих листьев - 5 яиц на 1 растение при 50%-ном  заселении;  в  фазе

4-5 листьев  - 8 яиц на 1 растение при 50% заселении.

       Меры  борьбы с вредителями

     1. Применение комплекса агротехнических приемов, обеспечивающих ранние и дружные всходы. На участках, зараженных личинками свекловичного долгоносика, необходимо производить подкормку растений удобрениями, чтобы вызвать усиленный рост растений и тем самым снизить вред от нанесенных повреждений.

     2. Опудривание семян 12-процентным дустом гексахлорана (2 кг на 1 и). Из новых препаратов высокую эффективность показал авенин, опудривание семян которым (2 кг на 1 ц) защищает всходы и молодые растения от вредителей в течение 20 дней.

     3. Эффективным агротехническим приемом считается уничтожение сорняков: дикорастущие маревые служат для свекловичной мухи дополнительной кормовой базой.

       4. Основным препаратом в борьбе с вредителями является фосфамид.

     Фосфамид  – инсектицид и акарицид с высокой  начальной контактной токсичностью и непродолжительным системным  действием. Защитный эффект длится 15-20 дней. Высокотоксичен для сущих и  минирующих вредителей (тлей, клещей, медяниц, кокцид, личинок минирующих мух и  молей) и в меньшей степени  для грызущих насекомых. Вследствие быстрого проникновения в растение и разрушения на поверхности токсичное действие препарата на полезных насекомых и хищных клещей непродолжительно. На поверхности растения препарат быстро разрушается под действием ультрафиолетовых лучей, температуры и воды, но внутри растения сохраняет токсические свойства до 20 дней. Хорошо проникает в растение через листья и корни, проявляя системное действие. Внутри растения хорошо передвигается по ксилеме (из корней в надземную часть), но перемещение по флоэме затруднено, поэтому практически весь фосфамид, нанесенный на лист, остается в нем.

     Для человека и теплокровных животных фосфамид среднетоксичен, обладает слабо выраженным кумулятивным и выраженным кожно-резорбтивным действием. Токсичность его для млекопитающих в 325 раз ниже, чем для насекомых.

     В сельском хозяйстве используется 40 %-ный концентрат эмульсии. Норма расхода препарата для свеклы составляет 0,5 – 1 л/га.

     Высокая эффективность фосфамида получена в Северо-Западной зоне России при  использовании его для борьбы с вредителями плодовых культур  в ранневесенний период.

     Запрещается применять фосфамид на ягодниках, а  также в плодовых насаждениях, в  междурядьях которых выращивают ягоды и овощи на зелень. Прекращать обработку культур препаратом необходимо за 30 дней до уборки урожая.

1.3 Основные болезни культуры и меры борьбы с ними

     Церкоспороз, или ржавчина

     Возбудитель болезни — ржавчинный гриб Uromyces betae (Pers.)

     Заболевание лучше развивается на листьях, закончивших рост, поэтому первые признаки болезни обнаруживаются в первой половине июня в южных районах страны или в середине июля в центральных районах.

     Маточные  и семенные растения поражаются заболеванием в одинаковой степени. Осенью нижние, наружные, самые старые листья розетки при сильном заражении церкоспорозом обычно отмирают; листья среднего яруса остаются зелеными, но покрываются пятнами, а внутренние, самые молодые, сохраняются здоровыми, почти без пятен.

     Для заражения необходимы осадки — дождь, роса или высокая относительная влажность воздуха (90% и выше), минимальная температура 5–6°С, максимальная 35°С. Оптимальная температура для развития гриба, при которой инкубационный период наиболее короткий — 5–7 дней, 20°С. Сильное поражение отмечается после дождей, сильно промачивающих почву, когда выпадает 8–10 мм осадков. Вышеуказанные температура и влажность способствуют проникновению патогена внутрь листа, так как этот процесс может происходить только при открытых устьицах. Сильно страдает столовая свёкла, выращиваемая на поливных участках и в низинах.

     Возбудитель болезни зимует на остатках поражённых листьев. При попадании растительных остатков на глубину 20 см и более гриб погибает. Кроме того, инфекция может сохраняться и в семенах, однако через два года после сбора они освобождаются от инфекции.

     Болезнь начинается с образования на листьях округлых светло-серых пятен диаметром 2–5 мм с красно-бурой каймой. Осенью пятна становятся очень мелкие, иногда точечные, темные, почти чёрные. Во влажную погоду, преимущественно с нижней стороны листа, образуется темно-серый налет. Кроме листьев, поражаются также черешки на семенных растениях, стебли цветоносов и семена.

     Ложная  мучнистая роса, или  пероноспороз

     Вильчаторазветвлённые конидиеносцы возбудителя выступают  из устьиц поодиночке или группами. Конидии светло-фиолетовые, яйцевидной формы, одноклеточные, размером 21–27×16–20 мкм.

     В период вегетации заболевание распространяется конидиями. Для развития гриба необходима высокая относительная влажность  воздуха (не ниже 70%) и умеренная температура. Наиболее короткий инкубационный период при температуре воздуха около 16°С.

     Сохраняется гриб на остатках поражённых растений, семенах, а также на поверхности корнеплодов столовой свёклы, заложенных на хранение. При посадке таких корнеплодов патоген поражает сначала розетку семенника, а затем и цветоносные побеги. Если семенные растения располагаются рядом с маточными, инфекция может попасть на столовую свёклу первого года.

     Появляется  инфекция на молодых, еще не достигших полного развития листьях. У растений первого года жизни поражаются центральные листья розетки, а второго (семенники) — молодые цветоносные побеги вместе с листьями, прицветниками, цветками и даже соплодиями (клубочками). Типичный признак заболевания — образование серо-фиолетового налёта на листьях с нижней стороны.

     Налёт может быть и на других наземных органах растений. Листья становятся хлоротичными, хрупкими, скручиваются, утолщаются. При сильном развитии пероноспороза листья постепенно темнеют и засыхают. У растений нарушаются физиологические процессы. Корни свёклы, пораженной этой болезнью, имеют пониженную устойчивость к кагатным гнилям в период хранения.

     Меры  борьбы с болезнями

1. Необходимо выполнение ряда профилактических мероприятий. Размещать свёклу в севообороте надо таким образом, чтобы она возвращалась на прежнее место не ранее чем через три-четыре года.
2. Основную заправку минеральными удобрениями проводят осенью, для чего используют полные удобрения. Весной вносят дополнительное количество туков в рядки во время сева. Нормы внесения удобрений подбирают, исходя из данных агрохимического анализа почвы. Навоз вносят под культуру, являющуюся предшественником столовой свёклы.
3. Для защиты от болезней свеклы используют такой фунгицид как байлетон. Это системный фунгицид обладающий профилактическим и лечебным действием. Эффективен в борьбе с мучнистой росой и ржавчиной свеклы. Первую обработку проводят при появлении признаков болезни.
4. Выпускается 5 %-ный и 25 %-ный смачивающиеся порошки. Используют опрыскивая растения в период вегетации. Норма расхода 5 %-ного смачивающегося порошка для свеклы составляет 3 кг/га, 25 %-ного в 5 раз меньше. Кратность обработок составляет 3 за вегетацию. Срок последней обработки свеклы 20 дней до уборки урожая. Препарат нефитотоксичен, неопасен для пчел. Байлетон относится к среднетоксичным препаратам для теплокровных животных. Слизистые оболочки не раздражает.