Pređi na sadržaj

Poljoprivredno zagađenje

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Zagađenje vode usled proizvodnje mleka u oblasti Vairarapa na Novom Zelandu (fotografisano 2003.)

Poljoprivredno zagađenje se odnosi na biotičke i abiotičke nusproizvode poljoprivrednih aktivnosti koje rezultiraju kontaminacijom ili degradacijom životne sredine i okolnih ekosistema, i/ili uzrokuju bolesti ljudi i povrede njihovih ekonomskih interesa. Zagađenje može doći iz različitih izvora, u rasponu od tačkastih izvora zagađenja vode (sa jedne tačke ispuštanja) do difuznih izvora, takođe poznatih kao zagađenja iz ne-tačkastih izvora zagađenja vode, kao i od zagađenja vazduha. Kad se nađu u životnoj sredini, ovi zagađivači mogu imati i direktne efekte na okolne ekosisteme, tj. ubijanje lokalnih divljih životinja ili kontaminaciju vode za piće, i nizvodne efekte, kao što su mrtve zone u vodnim telima uzrokovane poljoprivrednim oticanjem.

Prakse upravljanja, ili njihovo nepoznavanje, igraju ključnu ulogu u količini i uticaju ovih zagađivača. Tehnike upravljanja se kreću od upravljanja životinjama i njihovog smeštaja do širenja pesticida i đubriva u globalnim poljoprivrednim praksama. Loše prakse upravljanja uključuju loše vođene operacije ishrane životinja, prekomernu ispašu, oranje, đubrivo i nepravilnu, prekomernu ili neodgovarajuću upotrebu pesticida.

Zagađivači iz poljoprivrede u velikoj meri utiču na kvalitet vode i mogu se naći u jezerima, rekama, močvarama, estuarima i podzemnim vodama. Zagađivači iz poljoprivrede uključuju sedimente, hranljive materije, patogene, pesticide, metale i soli.[1] Uzgoj životinja ima ogroman uticaj na zagađivače koji ulaze u životnu sredinu. Bakterije i patogeni organizmi u stajnjaku mogu da dospeju u potoke i podzemne vode ako se ispašom, skladištenjem stajnjaka u lagunama i nanošenjem stajnjaka na polja ne upravlja pravilno.[2] Zagađenje vazduha uzrokovano poljoprivredom kroz promene u korišćenju zemljišta i prakse uzgoja životinja ima ogroman uticaj na klimatske promene, a rešavanje ovih problema bilo je centralni deo specijalnog izveštaja IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) o klimatskim promenama i zemljištu.[3]

Abiotički izvori[uredi | uredi izvor]

Pesticidi[uredi | uredi izvor]

Primena pesticida iz vazduha

Pesticidi i herbicidi se primenjuju na poljoprivredno zemljište radi suzbijanja štetočina koje ometaju biljnu proizvodnju. Do kontaminacije zemljišta može doći kada pesticidi opstaju i akumuliraju se u zemljištu, što može promeniti mikrobne procese, povećati unos hemikalija u biljke i toksični su za organizme u zemljištu. Mera u kojoj pesticidi i herbicidi opstaju zavisi od jedinstvene hemije jedinjenja, koja utiče na dinamiku sorpcije i određuje njihovu sudbinu i transport u zemljištu.[4] Pesticidi se takođe mogu akumulirati kod životinja koje jedu kontaminirane štetočine i organizme u zemljištu. Pored toga, pesticidi mogu biti štetniji za korisne insekte, kao što su oprašivači, i za prirodne neprijatelje štetočina (tj. insekte koji hvataju ili parazitiraju na štetočinama) nego za same ciljne štetočine. [5]

Ispiranje pesticida[uredi | uredi izvor]

Do ispiranja pesticida dolazi kada se pesticidi pomešaju sa vodom i kreću kroz tlo, kontaminirajući podzemne vode. Količina ispiranja je u korelaciji sa određenim karakteristikama zemljišta i pesticida i stepenom padavina i navodnjavanja. Izluživanje će se najverovatnije desiti ako se koristi pesticid rastvorljiv u vodi, kada je tlo po teksturi peskovito; ako dođe do prekomernog zalivanja neposredno nakon primene pesticida; ako je sposobnost adsorpcije pesticida na zemljište niska. Izluživanje može ne samo da potiče iz tretiranih polja, već i iz oblasti mešanja pesticida, mesta za pranje mašina za primenu pesticida ili odlagališta.[6]

Đubriva[uredi | uredi izvor]

Đubriva se koriste za obezbeđivanje useva dodatnim izvorima hranljivih materija, kao što su azot, fosfor i kalijum, koji podstiču rast biljaka i povećavaju prinose useva. Iako su korisni za rast biljaka, oni takođe mogu poremetiti prirodne hranljive i mineralne biogeohemijske cikluse i predstavljati rizik po ljudsko i ekološko zdravlje.

Azot[uredi | uredi izvor]

Azotna đubriva snabdevaju biljke oblicima azota koji su biološki dostupni za preuzimanje od strane biljaka; NO3− (nitrat) i NH4+ (amonijum). Ovo povećava prinos useva i poljoprivrednu produktivnost, ali takođe može negativno da utiče na podzemne i površinske vode, zagađuje atmosferu i pogoršava zdravlje zemljišta. Usevi ne uzimaju sve hranljive materije koje se primenjuju putem đubriva, a ostatak se akumulira u zemljištu ili se gubi kroz oticanje. Mnogo je veća verovatnoća da će nitratna đubriva biti izgubljena u profilu zemljišta kroz oticanje zbog njihove visoke rastvorljivosti i sličnih naelektrisanja između molekula i negativno naelektrisanih čestica gline.[7] Visoke stope primene đubriva koja sadrže azot u kombinaciji sa visokom rastvorljivošću nitrata u vodi dovode do povećanog oticanja u površinske vode, kao i do ispiranja u podzemne vode, što uzrokuje zagađenje podzemnih voda. Nitrati iznad 10 mg/l (10 ppm) u podzemnoj vodi mogu izazvati „sindrom plave bebe“ (stečenu metemoglobinemiju) kod odojčadi i moguće bolesti štitne žlezde i razne vrste kancera.[8] Fiksacija azota, koja pretvara atmosferski azot (N2) u biološki dostupnije oblike, i denitrifikacija, koja pretvara biološki dostupna jedinjenja azota u N2 i N2O, dva su od najvažnijih metaboličkih procesa uključena u ciklus azota jer su oni najveći unos i izlaz azota u ekosistemima. Oni omogućavaju protok azota između atmosfere, koja je oko 78% azota) i biosfere. Drugi značajni procesi u ciklusu azota su nitrifikacija i amonifikacija koji pretvaraju amonijum u nitrat ili nitrit i organsku materiju u amonijak. Pošto ovi procesi održavaju koncentraciju azota relativno stabilnom u većini ekosistema, veliki priliv azota iz poljoprivrednog oticanja može izazvati ozbiljne poremećaje.[9] Uobičajeni rezultat ovoga u vodenim ekosistemima je eutrofikacija koja zauzvrat stvara hipoksične i anoksične uslove - od kojih su oba smrtonosna i/ili štetna za mnoge vrste.[10] Đubrenje azotom takođe može osloboditi gas NH3 u atmosferu koji se zatim može pretvoriti u jedinjenja NOx. Veća količina NOx jedinjenja u atmosferi može dovesti do zakišeljavanja vodenih ekosistema i izazvati različite respiratorne probleme kod ljudi. Đubrenje takođe može da oslobodi N2O koji je gas staklene bašte i može da olakša uništavanje ozona (O3) u stratosferi.[11] Zemljišta koja primaju azotna đubriva takođe mogu biti oštećena. Povećanje dostupnog azota u biljkama će povećati neto primarnu proizvodnju useva, i na kraju će se mikrobna aktivnost zemljišta povećati kao rezultat većeg unosa azota iz đubriva i ugljeničnih jedinjenja kroz razloženu biomasu. Zbog povećanja razlaganja u tlu, sadržaj organske materije će biti iscrpljen, što rezultira slabijim ukupnim zdravljem zemljišta.[12]

Oticanje sa poljoprivrednih površina u vodotok

Jedna alternativa standardnim azotnim đubrivima su đubriva poboljšane efikasnosti (EEF). Postoji nekoliko tipova EEF-a, ali oni uglavnom spadaju u dve kategorije, đubriva sa sporim oslobađanjem ili đubriva sa inhibitorima nitrifikacije. Đubriva sa sporim oslobađanjem su obložena polimerom koji odlaže i usporava oslobađanje azota u poljoprivredne sisteme. Inhibitori nitrifikacije su đubriva koja su obložena jedinjenjem sumpora koje je veoma hidrofobno, što pomaže da se uspori oslobađanje azota. EEF obezbeđuju niži i stabilniji protok azota u zemljište i mogu smanjiti ispiranje azota i isparavanje jedinjenja NOx, međutim naučna literatura pokazuje i efikasnost i neefikasnost u smanjenju zagađenja azotom.[13][14]

Fosfor[uredi | uredi izvor]

Najčešći oblik fosfornog đubriva koji se koristi u poljoprivrednoj praksi je fosfat (PO43-), a primenjuje se u sintetičkim jedinjenjima koja sadrže PO43- ili u organskim oblicima kao što su stajnjak i kompost.[15] Fosfor je esencijalni nutrijent u svim organizmima zbog uloge koju igra u ćelijskim i metaboličkim funkcijama kao što su proizvodnja nukleinske kiseline i metabolički prenos energije. Međutim, većini organizama, uključujući poljoprivredne kulture, potrebna je samo mala količina fosfora jer su evoluirali u ekosistemima sa relativno malim njegovim količinama.[16] Populacije mikroba u zemljištu su u stanju da pretvore organske oblike fosfora u rastvorljive oblike dostupne za biljke kao što je fosfat. Ovaj korak se generalno zaobilazi neorganskim đubrivima jer se primenjuju kao fosfati ili drugi dostupni oblici za biljke. Fosfor koji biljke ne preuzimaju adsorbuje se na čestice tla što mu pomaže da ostane na mestu. Zbog toga, obično ulazi u površinske vode kada su čestice tla za koje je pričvršćen erodirane kao rezultat padavina ili oticanja atmosferskih voda. Količina koja ulazi u površinske vode je relativno niska u poređenju sa količinom koja se primenjuje kao đubrivo, ali pošto deluje kao ograničavajući nutrijent u većini okruženja, čak i mala količina može poremetiti prirodne biogeohemijske cikluse fosfora u ekosistemu.[17] Iako azot igra ulogu u štetnom cvetanju algi i cijanobakterija koje izazivaju eutrofikaciju, višak fosfora se smatra najvećim faktorom koji doprinosi tome zbog činjenice da je fosfor često najviše ograničavajući hranljivi sastojak, posebno u slatkim vodama.[18] Pored smanjenja nivoa kiseonika u površinskim vodama, cvetanje algi i cijanobakterija može proizvesti cijanotoksine koji su štetni za zdravlje ljudi i životinja, kao i za mnoge vodene organizme.[19]

Koncentracija kadmijuma u đubrivima koja sadrže fosfor značajno varira i može biti problematična. Na primer, mono-amonijum fosfatno đubrivo može imati sadržaj kadmijuma od čak 0,14 mg/kg ili čak 50,9 mg/kg. To je zato što fosfatna stena koji se koristi u njihovoj proizvodnji može da sadrži čak 188 mg/kg kadmijuma (primeri su nalazišta na Nauru i Božićnim ostrvima). Kontinuirana upotreba đubriva sa visokim sadržajem kadmijuma može kontaminirati zemljište i biljke. Ograničenja sadržaja kadmijuma u fosfatnim đubrivima razmatrala je Evropska komisija. Proizvođači đubriva koja sadrže fosfor sada biraju fosfatne stene na osnovu sadržaja kadmijuma.[20] Fosfatne stene sadrže visok nivo fluorida. Shodno tome, široka upotreba fosfatnih đubriva je povećala koncentraciju fluorida u zemljištu. Utvrđeno je da kontaminacija hrane od đubriva nije zabrinjavajuća jer biljke akumuliraju malo fluora iz zemlje; veću zabrinutost izaziva mogućnost toksičnosti fluora za stoku koja proguta kontaminirano zemljište. Takođe zabrinjavajuća su dejstva fluorida na mikroorganizme u zemljištu.[21]

Radioaktivni elementi

Radioaktivni sadržaj đubriva značajno varira i zavisi kako od njihove koncentracije u matičnom mineralu tako i od procesa proizvodnje đubriva. Raspon koncentracija uranijuma-238 može da se kreće od 7 do 100 pCi/g u fosfatnoj steni i od 1 do 67 pCi/g u fosfatnim đubrivima. Tamo gde se koriste visoke godišnje stope fosfornog đubriva, to može rezultirati koncentracijama uranijuma-238 u zemljištu i drenažnim vodama koje su nekoliko puta veće od uobičajenih. Međutim, uticaj ovih povećanja na rizik po ljudsko zdravlje od kontaminacije hrane radionuklidima je veoma mali (manje od 0,05 mSv/god).[traži se izvor]

Organski zagađivači[uredi | uredi izvor]

Stajnjak i čvrste organske materije - biomulj iz postrojenja za prećišćavanje - sadrže mnoge hranljive materije koje konzumiraju životinje i ljudi u obliku hrane. Praksa vraćanja takvih otpadnih proizvoda na poljoprivredno zemljište predstavlja priliku za recikliranje hranljivih materija u zemljištu. Izazov je u tome što stajnjak i bio-čvrste materije sadrže ne samo hranljive materije kao što su ugljenik, azot i fosfor, već mogu da sadrže i zagađivače, uključujući farmaceutske proizvode i proizvode za ličnu negu. Postoji veliki izbor i ogromna količina ovih proizvoda koje konzumiraju i ljudi i životinje, a svaki ima jedinstvenu hemiju u kopnenim i vodenim sredinama. Kao takvi, nisu svi procenjeni zbog njihovog uticaja na zemljište, vodu i kvalitet vazduha. Američka agencija za zaštitu životne sredine (EPA) je ispitala kanalizacioni mulj iz postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda širom SAD kako bi procenila nivoe različitih prisutnih ovih materija.[22]

Metali[uredi | uredi izvor]

Glavni unosi teških metala (npr. olovo, kadmijum, arsen, živa) u poljoprivredne sisteme su đubriva, organski otpad kao što je stajnjak i otpad od industrijskih nusproizvoda. Neorganska đubriva posebno predstavljaju važan put za ulazak teških metala u zemljište.[23] Neke poljoprivredne tehnike, kao što je navodnjavanje, mogu dovesti do akumulacije selena koji se prirodno javlja u tlu, što može dovesti do toga da nizvodni rezervoari vode sadrže koncentracije selena koje su toksične za divlje životinje, stoku i ljude. Ovaj proces je poznat kao „Kestersonov efekat“, istoimeni naziv po Kestersonovom rezervoaru, akumulaciji u dolini San Hoakin (Kalifornija, SAD), koje je 1987. godine proglašeno deponijom toksičnog otpada [24]. Teške metale prisutne u životnoj sredini biljke mogu preuzeti, što može predstavljati zdravstveni rizik za ljude u slučaju konzumiranja tih biljaka.[25] Neki metali su neophodni za rast biljaka, ali njihovo izobilje može negativno uticati na zdravlje biljaka.

Otpad industrije čelika, koji se često reciklira u đubrivo zbog visokog nivoa cinka (neophodnog za rast biljaka), takođe može uključivati sledeće toksične metale: olovo, arsen, kadmijum, hrom i nikl. Najčešći toksični elementi u ovoj vrsti đubriva su živa, olovo i arsen. Ove potencijalno štetne nečistoće se mogu ukloniti tokom proizvodnje đubriva; međutim, ovo značajno povećava cenu đubriva.

Upravljanje zemljištem[uredi | uredi izvor]

Erozija zemljišta i sedimentacija[uredi | uredi izvor]

Erozija zemljišta: zemljište je isprano sa oranice kroz ovu kapiju u vodotok

Poljoprivreda u velikoj meri doprinosi eroziji zemljišta i taloženju sedimenta kroz intenzivno upravljanje ili neefikasan pokrivač zemljišta. Procenjuje se da degradacija poljoprivrednog zemljišta dovodi do nepovratnog pada plodnosti na oko 6 miliona hektara plodnog zemljišta svake godine.[26] Akumulacija sedimenata (tj. sedimentacija) u oticajnoj vodi utiče na kvalitet vode na različite načine. Sedimentacija može smanjiti transportni kapacitet kanala, potoka i reka. Takođe može ograničiti količinu svetlosti koja prodire u vodu, što utiče na vodenu biotu. Zamućenost koja nastaje usled sedimentacije može ometati navike u ishrani riba, utičući na dinamiku populacije. Sedimentacija takođe utiče na transport i akumulaciju zagađivača, uključujući fosfor i razne pesticide.[27]

Obrada zemljišta i emisije azotnog oksida[uredi | uredi izvor]

Prirodni biogeohemijski procesi u tlu rezultiraju emisijom različitih gasova staklene bašte, uključujući azotni oksid. Praksa upravljanja poljoprivredom može uticati na nivoe emisija. Na primer, pokazalo se da nivoi obrade zemljišta utiču na emisije azot-oksida.[28]

Biotički izvori[uredi | uredi izvor]

Gasovi staklene bašte iz fekalnog otpada[uredi | uredi izvor]

Organizacija Ujedinjenih nacija za hranu i poljoprivredu (FAO) pretpostavljala je da 18% antropogenih gasova staklene bašte dolazi direktno ili indirektno od stoke. Ovaj izveštaj takođe sugeriše da su emisije od stočarstva veće nego od sektora transporta. Iako stoka trenutno igra ulogu u stvaranju emisija gasova staklene bašte, procene su bile pogrešne. Dok je FAO koristio procenu životnog ciklusa stočarske poljoprivrede (tj. sve aspekte uključujući emisije iz uzgoja useva za stočnu hranu, transport do klanja, itd.), nije primenio istu procenu za sektor transporta.[29]

Alternativni izvori [30] tvrde da su FAO procene preniske, navodeći da bi svetska stočarska industrija mogla biti odgovorna za do 51% emitovanih atmosferskih gasova staklene bašte, a ne za 18%.[31] Kritičari kažu da razlika u procenama potiče od toga što FAO koristi zastarele podatke. Bez obzira na to, ako je izveštaj FAO-a od 18% tačan, to i dalje čini stoku drugim najvećim zagađivačem gasova staklene bašte.

PNAS model je pokazao da čak i ako se životinje potpuno uklone iz američke poljoprivrede i ishrane, američke emisije gasova staklene bašte bi bile smanjene samo za 2,6% (ili 28% poljoprivrednih emisija). To je zbog potrebe da se životinjski stajnjak zameni đubrivima i da se zamene i drugi životinjski koproizvodi, i zato što stoka sada koristi hranu koja je nejestiva za ljude i nusproizvode prerade vlakana. Štaviše, ljudi bi patili od većeg broja nedostataka esencijalnih hranljivih materija iako bi dobili veći višak energije, što bi verovatno dovelo do veće gojaznosti.[32]

Biopesticidi[uredi | uredi izvor]

Biopesticidi su pesticidi dobijeni od prirodnih materijala (životinje, biljke, mikroorganizmi, određeni minerali). Kao alternativa tradicionalnim pesticidima, biopesticidi mogu smanjiti sveukupno poljoprivredno zagađenje jer su bezbedni za rukovanje, obično ne utiču snažno na korisne beskičmenjake ili kičmenjake i imaju kratko vreme raspadanja.[33] Međutim, postoji zabrinutost da biopesticidi mogu imati negativan uticaj na populacije neciljnih vrsta.[34]

U Sjedinjenim Državama, biopesticidi su regulisani od strane EPA. Pošto su biopesticidi manje štetni i imaju manje uticaja na životnu sredinu od drugih pesticida, agenciji nije potrebno toliko podataka da bi registrovala njihovu upotrebu. Mnogi biopesticidi su dozvoljeni prema standardima Nacionalnog organskog programa, Ministarstva poljoprivrede Sjedinjenih Država, za organsku proizvodnju useva.[33]

Uvedene vrste[uredi | uredi izvor]

Invazivne vrste[uredi | uredi izvor]

Centaurea solstitialis, agresivno invazivni korov, verovatno je unet u Severnu Ameriku u kontaminiranom semenu stočne hrane. Poljoprivredne prakse kao što su obrađivanje i ispaša stoke pomogle su njegovom brzom širenju. Toksičan je za konje, sprečava rast autohtonih biljaka (smanjuje biodiverzitet i degradira prirodne ekosisteme) i predstavlja fizičku barijeru za migraciju autohtonih životinja.

Sve veća globalizacija poljoprivrede rezultirala je slučajnim transportom štetočina, korova i bolesti u nove oblasti. Ako se uspostave, postaju invazivna vrsta koja može uticati na populacije autohtonih vrsta [35] i ugroziti poljoprivrednu proizvodnju.[36] Na primer, transport bumbara uzgojenih u Evropi i otpremljenih u Sjedinjene Države i/ili Kanadu radi upotrebe kao komercijalnih oprašivača doveo je do unošenja parazita iz Starog sveta u Novi svet.[37] Ovo može igrati ulogu u nedavnom smanjenju broja domaćih bumbara u Severnoj Americi.[38] Uvedene vrste takođe mogu da se hibridizuju sa autohtonim vrstama što dovodi do smanjenja genetskog biodiverziteta [35] i ugrožava poljoprivrednu proizvodnju.[36]

Poremećaj staništa povezan sa samim poljoprivrednim praksama takođe može olakšati uspostavljanje ovih unesenih organizama. Kontaminirane mašine, stoka i stočna hrana, kao i kontaminirano seme useva ili pašnjak takođe mogu dovesti do širenja korova.[39]

Karantini su jedan od načina na koji se može regulisati prevencija širenja invazivnih vrsta. Karantin je pravni instrument koji ograničava kretanje zaraženog materijala iz područja u kojima je prisutna invazivna vrsta u područja u kojima je nema. Svetska trgovinska organizacija ima međunarodne propise koji se odnose na karantin štetočina i bolesti prema Sporazumu o primeni sanitarnih i fitosanitarnih mera. Pojedinačne zemlje često imaju svoje propise o karantinu. U Sjedinjenim Državama, na primer, Ministarstvo poljoprivrede Sjedinjenih Država/Služba za inspekciju zdravlja životinja i biljaka upravlja domaćim (unutar Sjedinjenih Država) i stranim (uvoz izvan Sjedinjenih Država) karantinima. Ove karantine sprovode inspektori na državnim granicama i lukama ulaska.[33]

Biološka kontrola[uredi | uredi izvor]

Upotreba bioloških agenasa za kontrolu štetočina, ili korišćenje predatora, parazitoida, parazita i patogena za kontrolu poljoprivrednih štetočina, ima potencijal da smanji poljoprivredno zagađenje povezano sa drugim tehnikama kontrole štetočina, kao što je upotreba pesticida. Međutim, naširoko se raspravljalo o prednostima uvođenja agensa za biokontrolu koji nisu domaći. Kada se jednom pusti, uvođenje agensa za biokontrolu može biti nepovratno. Potencijalni ekološki problemi mogu uključivati raspršivanje iz poljoprivrednih staništa u prirodnu sredinu i zamenu domaćina ili prilagođavanje za korišćenje autohtone vrste. Pored toga, predviđanje ishoda interakcije u složenim ekosistemima i potencijalnih ekoloških uticaja pre oslobađanja može biti teško. Jedan primer programa biokontrole koji je doveo do ekološke štete dogodio se u Severnoj Americi, gde je uveden jedan parazitoid leptira da bi kontrolisao gubar i mrkorepi moljac. Ovaj parazitoid je sposoban da koristi mnoge vrste domaćina leptira i verovatno je doveo do opadanja i istrebljenja nekoliko autohtonih vrsta svilenog moljca.[40]

Međunarodna istraživanja potencijalnih agenasa za biokontrolu pomažu agencije kao što su Evropska laboratorija za biološku kontrolu, Ministarstvo poljoprivrede/Služba za poljoprivredna istraživanja Sjedinjenih Država, Institut za biološku kontrolu Komonvelta i Međunarodna organizacija za biološku kontrolu štetnih biljaka i životinja. Da bi se sprečilo poljoprivredno zagađenje, potrebni su, pre unošenja, karantin i opsežna istraživanja potencijalne efikasnosti organizma i ekoloških uticaja. Ako se odobri, pokušava se sa kolonizovanjem i raspršivanjem agensa za biokontrolu u odgovarajućim poljoprivrednim okruženjima. Sprovode se stalne procene njihove efikasnosti.[33]

Genetski modifikovani organizmi (GMO)[uredi | uredi izvor]

(Gore) Ne-transgeni listovi kikirikija pokazuju velika oštećenja od larvi evropskog kukuruznog moljca. (Dole) Listovi kikirikija genetski modifikovani da proizvode Bt toksine zaštićeni su od oštećenja biljojeda.

Genetska kontaminacija i ekološki efekti[uredi | uredi izvor]

GMO usevi mogu dovesti do genetske kontaminacije autohtonih biljnih vrsta kroz hibridizaciju. To bi moglo dovesti do povećane zakorovljenosti biljke ili izumiranja autohtonih vrsta. Pored toga, sama transgena biljka može postati korov ako modifikacija poboljša njenu sposobnost u datom okruženju.[36]

Takođe postoji zabrinutost da bi se neciljani organizmi, kao što su oprašivači i prirodni neprijatelji, mogli otrovati slučajnim gutanjem biljaka koje proizvode Bt toksine.

Upotreba GMO biljaka projektovanih za otpornost na herbicide takođe može indirektno povećati količinu poljoprivrednog zagađenja povezanog sa upotrebom herbicida. Na primer, povećana upotreba herbicida u poljima kukuruza otpornih na herbicide na srednjem zapadu Sjedinjenih Država smanjuje količinu mlečnih trava dostupnih za larve leptira monarha.[36]

GMO kao sredstvo za smanjenje zagađenja[uredi | uredi izvor]

Iako može postojati određena zabrinutost u vezi sa upotrebom GM proizvoda, to takođe može biti rešenje za neke od postojećih problema zagađenja od stočarske proizvodnje. Jedan od glavnih izvora zagađenja, posebno unos vitamina i minerala u zemljište, potiče od nedostatka digestivne efikasnosti kod životinja. Poboljšanjem digestivne efikasnosti moguće je minimizirati i troškove proizvodnje životinja i štetu po životnu sredinu.

Enviropig je genetski modifikovana jorkširska svinja koja eksprimira fitazu u svojoj pljuvački. Žitarice, kao što su kukuruz i pšenica, imaju fosfor koji je vezan u prirodno nesvarljivom obliku poznatom kao fitinska kiselina. Fosfor, esencijalni nutrijent za svinje, se zatim dodaje ishrani, pošto se ne može razgraditi u digestivnom traktu svinja. Kao rezultat toga, skoro sav fosfor koji se prirodno nalazi u zrnu gubi se u fecesu i može doprineti povišenim nivoima u zemljištu. Fitaza je enzim koji je u stanju da razgradi inače nesvarljivu fitinsku kiselinu, čineći je dostupnom svinji. Sposobnost Enviropig-a da svari fosfor iz zrna eliminiše otpad tog prirodnog fosfora (smanjenje od 20-60%), dok takođe eliminiše potrebu za dopunom hranljivih materija u hrani.[41]

Upravljanje životinjama[uredi | uredi izvor]

Upravljanje stajnjakom[uredi | uredi izvor]

Jedan od glavnih faktora koji doprinosi zagađenju vazduha, zemljišta i vode je životinjski otpad. Prema izveštaju USDA iz 2005. godine, više od 335 miliona tona "suve materije" otpada (otpad nakon uklanjanja vode) proizvodi se godišnje na farmama u Sjedinjenim Državama.[42] Operacije ishrane životinja proizvode oko 100 puta više stajnjaka od količine ljudskog mulja iz kanalizacije koji se prerađuje u američkim komunalnim postrojenjima za prečišćavanje otpadne vode svake godine. Zagađenje iz difuznog izvora poljoprivrednim đubrivima je teže pratiti, analizirati i kontrolisati. Visoke koncentracije nitrata nalaze se u podzemnim vodama i mogu dostići 50 mg/l (Direktiva EU). U jarcima i rečnim tokovima, zagađenje hranljivim materijama od đubriva izaziva eutrofikaciju. Ovo je još gore zimi, nakon što jesenje oranje oslobodi uzburkane nitrate; zimske padavine su obilnije, povećavajući oticanje i ispiranje, a manje je upijanje od strane biljaka. EPA sugeriše da jedna farma mleka sa 2.500 krava proizvodi isto toliko otpada kao grad sa oko 411.000 stanovnika.[43] Američki nacionalni istraživački savet identifikovao je mirise kao najznačajniji problem emisije životinja na lokalnom nivou. Različiti sistemi za životinje usvojili su nekoliko procedura upravljanja otpadom kako bi se suočili sa velikom količinom otpada koji se proizvodi godišnje.

Prednosti tretmana stajnjaka su smanjenje količine stajnjaka koje je potrebno transportovati i naneti na useve, kao i smanjeno sabijanje zemljišta. Hranljivi sastojci su takođe smanjeni, što znači da je potrebno manje obradive zemlje da bi se raspršio stajnjak. Tretman stajnjakom takođe može smanjiti rizik po ljudsko zdravlje i rizike po biobezbednost smanjenjem količine patogena prisutnih u stajnjaku. Nerazređeni životinjski stajnjak ili mulj su sto puta koncentrisaniji od domaće kanalizacije i mogu da nose crevni parazit, Cryptosporidium, koji je teško otkriti, ali se može preneti na ljude. Silažna tečnost (od fermentisane vlažne trave) je čak jača od mulja, sa niskim pH i veoma visokim biološkim potrebama za kiseonikom. Sa niskim pH, silažna tečnost može biti veoma korozivna; može da napadne sintetičke materijale, uzrokujući oštećenje opreme za skladištenje i dovodeći do slučajnog curenja.

Tretman stajnjaka[uredi | uredi izvor]

Kompostiranje[uredi | uredi izvor]

Kompostiranje je sistem upravljanja čvrstim đubrivom koji se oslanja na čvrsti stajnjak iz torova ili čvrste materije iz separatora tečnog stajnjaka. Postoje dva načina kompostiranja, aktivni i pasivni. Stajnjak se periodično meša tokom aktivnog kompostiranja, dok se u pasivnom kompostiranju ne meša. Utvrđeno je da pasivno kompostiranje ima manje emisije gasova staklene bašte zbog nepotpune razgradnje i niže stope difuzije gasa.[traži se izvor]

Odvajanje čvrstog i tečnog[uredi | uredi izvor]

Stajnjak se može mehanički odvojiti na čvrsti i tečni deo radi lakšeg upravljanja. Tečnosti (4—8% suve materije) se mogu lako koristiti u pumpnim sistemima za rasipanje po usevima, a čvrsta frakcija (15—30% suve materije) se može koristiti kao podloga za staje, raspršiti na useve, kompostirati ili izvesti.[traži se izvor]

Anaerobna digestija i lagune[uredi | uredi izvor]
Anaerobne lagune pri mlekari

Anaerobna digestija je biološki tretman tečnog životinjskog otpada korišćenjem bakterija u oblasti bez vazduha, što podstiče razgradnju organskih čvrstih materija. Topla voda se koristi za zagrevanje otpada kako bi se povećala brzina proizvodnje biogasa.[44] Preostala tečnost je bogata hranljivim materijama i može se koristiti na poljima kao đubrivo a gas metan se može spaljivati direktno na biogas peći [45] ili u generatoru motora za proizvodnju električne i toplotne energije.[44][46] Metan je oko 20 puta jači kao gas staklene bašte od ugljen-dioksida, koji ima značajne negativne efekte na životnu sredinu ako se ne kontroliše pravilno. Anaerobni tretman otpada je najbolji metod za kontrolu mirisa povezanog sa upravljanjem stajnjakom.[44]

Lagune za biološki tretman takođe koriste anaerobnu digestiju za razgradnju čvrstih materija, ali mnogo sporijom brzinom. Lagune su na temperaturi okoline za razliku od zagrejanih rezervoara za digestiju. Lagune zahtevaju velike kopnene površine i velike količine razblaženja da bi pravilno funkcionisale, tako da ne funkcionišu dobro u mnogim klimatskim uslovima. Lagune takođe nude prednost smanjenog mirisa, a biogas je dostupan za toplotnu i električnu energiju.[47]

Studije su pokazale da se emisije gasova staklene bašte smanjuju korišćenjem sistema aerobne digestije. Smanjenje emisija i koristi mogu pomoći da se kompenzuju veći troškovi instalacije čistijih aerobnih tehnologija i olakšaju proizvođačima da prihvate ekološki superiorne tehnologije za zamenu trenutnih anaerobnih laguna.[48]

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ „Agricultural Nonpoint Source Fact Sheet”. United States Environmental Protection Agency. EPA. 2015-02-20. Pristupljeno 22. 4. 2015. 
  2. ^ "Investigating the Environmental Effects of Agriculture Practices on Natural Resources". USGS. January 2007, pubs.usgs.gov/fs/2007/3001/pdf/508FS2007_3001.pdf. Accessed 2 April 2018.
  3. ^ IPCC (2019). Shukla, P.R.; Skea, J.; Calvo Buendia, E.; Masson-Delmotte, V.; et al., ur. IPCC Special Report on Climate Change, Desertification, Land Degradation, Sustainable Land Management, Food Security, and Greenhouse gas fluxes in Terrestrial Ecosystems (PDF). In press.  https://www.ipcc.ch/report/srccl/.
  4. ^ „Environmental Databases: Ecotoxicity Database”. Pesticides: Science and Policy. Washington, D.C.: U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 2006-06-28. Arhivirano iz originala 2014-07-04. g. 
  5. ^ Gullan, P.J. and Cranston, P.S. (2010) The Insects: An Outline of Entomology, 4th Edition. Blackwell Publishing UK: 584 pp.[potrebna strana]
  6. ^ „Environmental Fate of Pesticides”. Pesticide Wise. Victoria, BC: British Columbia Ministry of Agriculture. Arhivirano iz originala 2015-12-25. g. 
  7. ^ „A quick look at the nitrogen cycle and nitrogen fertilizer sources – Part 1”. MSU Extension (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2020-04-10. 
  8. ^ Ward, Mary H.; Jones, Rena R.; Brender, Jean D.; de Kok, Theo M.; Weyer, Peter J.; Nolan, Bernard T.; Villanueva, Cristina M.; van Breda, Simone G. (jul 2018). „Drinking Water Nitrate and Human Health: An Updated Review”. International Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (7): 1557. ISSN 1661-7827. PMC 6068531 Slobodan pristup. PMID 30041450. doi:10.3390/ijerph15071557 Slobodan pristup. 
  9. ^ „The Nitrogen Cycle: Processes, Players, and Human Impact | Learn Science at Scitable”. www.nature.com. Pristupljeno 2020-04-19. 
  10. ^ Diaz, Robert; Rosenberg, Rutger (2008-08-15). „Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems”. Science. 321 (5891): 926—929. Bibcode:2008Sci...321..926D. PMID 18703733. doi:10.1126/science.1156401. 
  11. ^ Erisman, Jan Willem; Galloway, James N.; Seitzinger, Sybil; Bleeker, Albert; Dise, Nancy B.; Petrescu, A. M. Roxana; Leach, Allison M.; de Vries, Wim (2013-07-05). „Consequences of human modification of the global nitrogen cycle”. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 368 (1621): 20130116. ISSN 0962-8436. PMC 3682738 Slobodan pristup. PMID 23713116. doi:10.1098/rstb.2013.0116. 
  12. ^ Lu, Chaoqun; Tian, Hanqin (2017-03-02). „Global nitrogen and phosphorus fertilizer use for agriculture production in the past half century: shifted hot spots and nutrient imbalance”. Earth System Science Data (na jeziku: engleski). 9 (1): 181—192. Bibcode:2017ESSD....9..181L. ISSN 1866-3508. doi:10.5194/essd-9-181-2017 Slobodan pristup. 
  13. ^ Akiyama, Hiroko; Yan, Xiaoyuan; Yagi, Kazuyuki (2010). „Evaluation of effectiveness of enhanced-efficiency fertilizers as mitigation options for N2O and NO emissions from agricultural soils: meta-analysis”. Global Change Biology. 16 (6): 1837—1846. Bibcode:2010GCBio..16.1837A. doi:10.1111/j.1365-2486.2009.02031.x. 
  14. ^ Williams, T.; Derksen, J.; Morse, J. „Enhanced Efficiency Nitrogen Fertilizer: Potential Impacts on Crop Yield and Groundwater in Tall Fescue Fields of the Southern Willamette Groundwater Management Area, Oregon, USA”. EPA.gov. Environmental Protection Agency. 
  15. ^ „Understanding phosphorus fertilizers”. extension.umn.edu (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2020-04-09. 
  16. ^ Hart, Murray; Quin, Bert; Nguyen, M (2004-11-01). „Phosphorus Runoff from Agricultural Land and Direct Fertilizer Effects”. Journal of Environmental Quality. 33 (6): 1954—72. PMID 15537918. doi:10.2134/jeq2004.1954. 
  17. ^ „Managing Phosphorus for Agriculture and the Environment (Pennsylvania Nutrient Management Program)”. Pennsylvania Nutrient Management Program (Penn State Extension) (na jeziku: engleski). Arhivirano iz originala 07. 06. 2019. g. Pristupljeno 2020-04-09. 
  18. ^ US EPA, OW (2013-11-27). „Indicators: Phosphorus”. US EPA (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2020-04-19. 
  19. ^ US EPA, OW (2013-03-12). „The Effects: Dead Zones and Harmful Algal Blooms”. US EPA (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2020-04-10. 
  20. ^ „Investigation of Cd contents in several phosphate rocks used for the production of fertilizer”. Microchemical Journal. 104: 17—21. 2012-09-01. ISSN 0026-265X. doi:10.1016/j.microc.2012.03.020. Pristupljeno 2022-01-23. 
  21. ^ „Toxicity of fluoride to microorganisms in biological wastewater treatment systems”. Water Research. 43 (13): 3177—3186. 2009-07-01. ISSN 0043-1354. doi:10.1016/j.watres.2009.04.032. Pristupljeno 2022-01-23. 
  22. ^ „Sewage Sludge Surveys”. Biosolids. EPA. 2016-08-17. 
  23. ^ Srivastava, Vaibhav; Sarkar, Abhijit; Singh, Sonu; Singh, Pooja; de Araujo, Ademir S. F.; Singh, Rajeev P. (2017). „Agroecological Responses of Heavy Metal Pollution with Special Emphasis on Soil Health and Plant Performances”. Frontiers in Environmental Science (na jeziku: engleski). 5. ISSN 2296-665X. doi:10.3389/fenvs.2017.00064 Slobodan pristup. 
  24. ^ Presser, Theresa S. (1994-05-01). „The Kesterson effect”. Environmental Management (na jeziku: engleski). 18 (3): 437—454. Bibcode:1994EnMan..18..437P. ISSN 1432-1009. doi:10.1007/BF02393872. 
  25. ^ Alves, Leticia; Reis, Andre; Gratão, Priscila (2016-07-18). „Heavy metals in agricultural soils: From plants to our daily life”. Científica. 44 (3): 346. doi:10.15361/1984-5529.2016v44n3p346-361 Slobodan pristup. 
  26. ^ Dudal, R. (1981). „An evaluation of conservation needs”. Ur.: Morgan, R. P. C. Soil Conservation, Problems and Prospects. Chichester, U.K.: Wiley. str. 3—12. 
  27. ^ Abrantes, Nelson; Pereira, Ruth; Gonçalves, Fernando (2010-01-30). „Occurrence of Pesticides in Water, Sediments, and Fish Tissues in a Lake Surrounded by Agricultural Lands: Concerning Risks to Humans and Ecological Receptors”. Water, Air, & Soil Pollution. Springer Science and Business Media LLC. 212 (1-4): 77—88. ISSN 0049-6979. doi:10.1007/s11270-010-0323-2. 
  28. ^ MacKenzie, A. F; Fan, M. X; Cadrin, F (1998). „Nitrous Oxide Emission in Three Years as Affected by Tillage, Corn-Soybean-Alfalfa Rotations, and Nitrogen Fertilization”. Journal of Environmental Quality. 27 (3): 698—703. doi:10.2134/jeq1998.00472425002700030029x. 
  29. ^ Pitesky, Maurice E; Stackhouse, Kimberly R; Mitloehner, Frank M (2009). „Clearing the Air: Livestock's Contribution to Climate Change”. Advances in Agronomy. 103. str. 1—40. ISBN 978-0-12-374819-5. doi:10.1016/S0065-2113(09)03001-6. 
  30. ^ Robert Goodland; Jeff Anhang (November—December 2009). „Livestock and climate change: what if the key actors in climate change are... cows, pigs, and chickens?” (PDF). Arhivirano iz originala (PDF) 2009-11-05. g.  Proverite vrednost paramet(a)ra za datum: |date= (pomoć)
  31. ^ Dopelt, Keren; Radon, Pnina; Davidovitch, Nadav (16. 4. 2019). „Environmental Effects of the Livestock Industry: The Relationship between Knowledge, Attitudes, and Behavior among Students in Israel”. International Journal of Environmental Research and Public Health. 16 (8). doi:10.3390/ijerph16081359 Slobodan pristup. 
  32. ^ White, Robin R.; Hall, Mary Beth (13. 11. 2017). „Nutritional and greenhouse gas impacts of removing animals from US agriculture”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (48): E10301—E10308. PMC 5715743 Slobodan pristup. PMID 29133422. doi:10.1073/pnas.1707322114 Slobodan pristup. 
  33. ^ a b v g L. P. Pedigo; M. Rice (2009). Entomology and Pest Management (6th izd.). Prentice Hall. [potrebna strana]
  34. ^ Montesinos, Emilio (2003). „Development, registration and commercialization of microbial pesticides for plant protection”. International Microbiology. 6 (4): 245—52. PMID 12955583. doi:10.1007/s10123-003-0144-x. 
  35. ^ a b Mooney, H. A; Cleland, E. E (2001). „The evolutionary impact of invasive species”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 98 (10): 5446—51. Bibcode:2001PNAS...98.5446M. PMC 33232 Slobodan pristup. PMID 11344292. doi:10.1073/pnas.091093398 Slobodan pristup. 
  36. ^ a b v g Gullan, P.J; Cranston, P.S. (2010). The Insects: An Outline of Entomology (4th izd.). Blackwell Publishing UK. [potrebna strana]
  37. ^ „Bombus franklini (Franklin's Bumble Bee)”. Iucnredlist.org. 2008-01-01. Pristupljeno 2013-07-24. 
  38. ^ Thorp, R.W.; Shepherd, M.D. (2005). „Profile: Subgenus Bombus Lateille 1802 (Apidae: Apinae: Bombini)”. Ur.: Shepherd, M.D.; Vaughan, D.M.; Black, S.H. Red list of pollinator insects of North America. Portland, OR: Xerces Society for Invertebrate Conservation. [potrebna strana]
  39. ^ „Weeds in Australia home page”. Weeds.gov.au. 2013-06-12. Pristupljeno 2013-07-24. [mrtva veza]
  40. ^ Louda, S.M; Pemberton, R.W; Johnson, M.T; Follett, P.A (2003). „Nontarget effects—the Achilles' heel of biological control? Retrospective analyses to reduce risk associated with biocontrol introductions”. Annual Review of Entomology. 48: 365—96. PMID 12208812. doi:10.1146/annurev.ento.48.060402.102800. 
  41. ^ Golovan, Serguei P; Meidinger, Roy G; Ajakaiye, Ayodele; Cottrill, Michael; Wiederkehr, Miles Z; Barney, David J; Plante, Claire; Pollard, John W; Fan, Ming Z (2001). „Pigs expressing salivary phytase produce low-phosphorus manure”. Nature Biotechnology. 19 (8): 741—5. PMID 11479566. doi:10.1038/90788. 
  42. ^ USDA Agricultural Research Service. "FY-2005 Annual Report Manure and Byproduct Utilization", 31 May 2006
  43. ^ Risk Management Evaluation for Concentrated Animal Feeding Operations (Izveštaj). Cincinnati, OH: EPA. maj 2004. str. 7. EPA 600/R-04/042. 
  44. ^ a b v Evaluating the Need for a Manure Treatment System (PDF) (Izveštaj). Ithaca, NY: Cornell University Manure Management Program. 2005-04-12. MT-1. 
  45. ^ Roubík, Hynek; Mazancová, Jana; Phung, Le Dinh; Banout, Jan (2018). „Current approach to manure management for small-scale Southeast Asian farmers - Using Vietnamese biogas and non-biogas farms as an example”. Renewable Energy. 115: 362—70. doi:10.1016/j.renene.2017.08.068. 
  46. ^ Animal Agriculture: Waste Management Practices (PDF) (Izveštaj). Washington, D.C.: U.S. General Accounting Office. jul 1999. str. 9—11. GAO/RCED-99-205. Arhivirano iz originala (PDF) 27. 02. 2021. g. Pristupljeno 21. 04. 2022. 
  47. ^ Anaerobic Lagoons (PDF) (Izveštaj). EPA. septembar 2002. EPA 832-F-02-009. 
  48. ^ Vanotti, M.B; Szogi, A.A; Vives, C.A (2008). „Greenhouse gas emission reduction and environmental quality improvement from implementation of aerobic waste treatment systems in swine farms”. Waste Management. 28 (4): 759—66. PMID 18060761. doi:10.1016/j.wasman.2007.09.034. 
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Пољопривредно_загађење&oldid=27733668”