Екологічні наслідки науково-технічного прогресу

Прикладом того, як технічний прогрес може обертатись регресом, є механічний обробіток грунту. Створені потужні трактори, плуги, культиватори і борони, які можуть обробляти грунт на глибину 27 см і більше. Виявилось, що підвищення інтенсивності механічного обробітку грунту порушує його мікроструктуру, негативно позначається на врожайності і стимулює ерозію.
Застосування потужнішої (а відповідно і важчої) техніки призводить до збільшення механічного тиску на грунт.
Маса самохідних зернозбиральних комбайнів у розрахунку на 1 м ширини захвату за, останні ЗО років зросла більш ніж у 1,5 раза.
Сучасна технологія вирощування сільськогосподарських культур передбачає багаторазовий вплив ходових пристроїв машинно-тракторних агрегатів (МТА) на грунт.

Наприклад, поле під озимою пшеницею зазнає як .мінімум дворазового впливу, а поле під цукровим буряком — шестиразового. При інтенсивних технологіях вирощування зернових кількість проходів МТА помітно зростає. Багаторазові проходи тракторів та інших сільськогосподарських машин і агрегатів призводять до ущільнення грунтів, погіршення ;їх найважливіших агрономічних властивостей, а в результаті — до зниження урожаїв сільськогосподарських культур. На типовому чорноземі при багаторазових проходах тракторів різних марок (Т-16М, Т-54В, МТЗ-52, МТЗ-80, Т-74 і особливо — 150К) в шарі до 10 см щільність грунту може перевищити критичну для більшості сільськогосподарських культур (1,3—1,4 г/см3). Це зумовлює зменшення вмісту в ній повітря нижче критичного рівня (15%), збільшення твердості (20 кг/м2), зменшення водопроникності (до 10—15 мм/год). Такі негативні зміни виявляються до глибини 50—60 см, але глибше ЗО см вплив ходових систем тракторів постійно послаблюється.

За даними Естонського НДІ землеробства і меліорації, різні машини впродовж технологічного процесу вирощування сільськогосподарських культур проходять по полю від 5 до 10—15 разів. У підсумку загальна площа слідів або гусениць тракторів та інших машин становить 100— 200% площі поля, 10—20% площі ущільнюється колесами машин від 6 до 20 разів (на поворотних! смугах) і 65— 80% — від 1 до 6 разів, і лише 10—15% площі залишається невкатаною. Причому ущільнення грунту досить суттєве: вихідна щільність у шарі 10—20 см дорівнювала 1,18—1,36 г/см3, а після проходу тракторів вона збільшилась: Т-34— 1,33—1,44; МТЗ-80— 1,39—1,44; Т-150К— 1,48—1,51; К-700 — 1,62—1,63 г/см3. В результаті ущільнення знизилась водопроникність грунту, зменшилась кількість продуктивної вологи в ній, а в кінцевому підсумку знизились і врожаї. При чотириразовому вкатуванні грунту урожай ячменю, наприклад, знизився з 38,4 до 17,1 ц/га, вівса — зі 33,3 до 23,6 ц.

Як показують дослідження, наближені межі допустимого навантаження на грунт при ранньовесняному боронуванні не повинні перевищувати 0,4 кг/см2, при передпосівному обробітку, сівбі та при кочуванні — не більше 0,5—0,6 кг/см2; при літніх та осінніх роботах при вологості грунту не вище 60% повної польової вологомісткості — 1,0—1,5 кг/см2. Отже, підбираючи машини та агрегати, необхідно враховувати їх» вплив на грунт: тиснення коліс, гусениць тощо. Машини, що випускаються нашою промисловістю, в цьому плані характеризуються негативно:

тиснення колісних тракторів становить 0,85—1,65, гусеничних — 0,6—0,8, причепів — 3—4, зернозбиральних комбайнів — 1,8—2,4 кг/см2, зернових сівалок — 1,2— 2,0 кг/см2, тобто воно, як правило, значно перевищує допустимі межі [8, с. 72—73]. При інтенсивних опадах вода погано поглинається ущільненим грунтом і при наявності схилів стікає в нижні частини гідрографічної сітки, руйнуючи і змиваючи поверхневі шари грунту. Отже, ущільнення може служити однією з причин посилення процесів ерозії.
Зменшення пористості значно погіршує повітряний режим грунтів. Це знижує не лише життєдіяльність коріння і всієї рослини, а й активність ґрунтової аеробної мікрофлори та фауни — одного з важливих компонентів ґрунтової родючості. В кінцевому підсумку грунт набуває властивостей, що не відповідають природним потребам рослин, що також призводить до зниження їх врожаїв.
Найшвидше грунти ущільнюються при одночасній дії вертикального навантаження, вібрації, горизонтальних зусиль та динамічного впливу, які) залежать від марки трактора, режиму його роботи, вирівняності поля. Динамічні або ударні впливи спостерігаються на погано вирівняних полях, вони досягають найбільшого значення на підвищених швидкостях руху ґрунтообробних агрегатів. Отже, вирівнювання поля, дотримання оптимальної швидкості pyxy можуть сприяти зменшенню ударних деформацій грунту.
Щільність орного шару приводять до норми з допомогою ґрунтообробних знарядь, але при вирощуванні польових культур вони ущільнюються всього, за одну вегетацію.. А оптимальні швидкості МТА, що забезпечують зменшення; ударних деформацій грунту, не завжди відповідають вимогам ефективності використання машин (виробіток за одиницю часу). Цю суперечність слід розв'язувати, очевидно, за рахунок збільшення швидкості виконання операцій. Вирівнювання ж поля забезпечує не лише високу якість роботи агрегата, а й сприяє збереженню техніки від руйнування, зменшенню ударних деформацій грунту. Крім того, ущільнення грунту вимагає додаткових енергозатрат, а отже, додаткових фінансових затрат, водночас, додаткове застосування двигунів внутрішнього згоряння збільшує споживання кисню, забруднює повітря газами. Тому ущільнення грунту при вирощуванні сільськогосподарських культур — явище як з економічної, так і з екологічної  точки зору небажане. В кінцевому підсумку воно призводить до зниження урожаїв сільськогосподарських культур, погіршення стану навколишнього середовища.

Доступними шляхами боротьби з цим явищем є: використання гусеничних тракторів при обробітку просапних культур; удосконалення гусеничних тракторів, зокрема застосування пневмогусениць для рівномірного розподілу тиснення на грунт; розробка напівнавісних машин, що дасть можливість знизити тиск повітря в колесах з метою зменшення ущільнення грунту; запровадження систем широкозахватних машин, що дає змогу значно підвищити коефіцієнт використання тягового зусилля тракторів, їх продуктивність, зменшити навантаження на грунт; розробка систем комбінованих машин з багатоцільовими робочими органами, які виконуватимуть кілька операцій за один прохід; розробка і впровадження) таких технологій, які звели б до мінімуму кількість операцій, що виконуються з допомогою ЛІТА; раціональна організація руху при виконанні виробничих і транспортних робіт; конструювання та виробництво нових машин і МТА, застосування яких ущільнює невелику площу поля; вдосконалення в цьому ж напрямі машин, які вже експлуатуються. Вони повинні бути широкозахватними і комбінованими (суміщати кілька операцій за один прохід) з багатоцільовими робочими агрегатами. В перспективі ймовірним є використання так званого мостового землеробства, тобто переміщення агрегатів по спеціально підготовлених доріжках, прикладом такого вирішення сьогодні є вирощування зернових за інтенсивною технологією з тимчасовими коліями для тракторів.

Досягнення науки і техніки вже зараз дають змогу внести корективи в існуючі технології, а від окремих процесів відмовитись, замінивши їх іншими. Так, агротехнічні способи боротьби з бур'янами, шкідниками і хворобами значною мірою замінені застосуванням пестицидів. У комплексі прийомів регулювання водно-повітряного режиму грунтів важливе місце повинні посісти дренаж і поливання. Мінеральні добрива, хоч і не цілком, все ж заміняють собою органічні. Усе це дає змогу в районах з розвинутою дефляцією грунтів застосовувати принципово нову систему землеробства, основна суть якої полягає в безплужному обробітку грунту з використанням плоскорізної техніки. В районах вітрової ерозії безплужна система землеробства включає в себе та«-і основні ланки: безплужне розпушування грунту з допомогою плоскорізів на глибину до 16 см;

збереження стерні для попередження видування) розпушеного грунту вітрами, посів по стерні спеціальними сівалками;
смугове розміщення культур, чергування смуг землі, зайнятих вітрозахисними культурами (наприклад, багаторічними травами), із смугами, на яких вирощуються сільськогосподарські культури; застосування гербіцидів для зменшення кількості бур'янів; хімічний захист посівів від шкідників та хвороб;
посів високостебельних рослин, які зменшують шкідливість вітру, затримують сніг від здування, використання інших методів снігозатримання;
насадження полезахисних лісо, та кущосмуг [8, с. 79].

Така система землеробства вже застосовується в деяких областях України, зокрема Полтавській. Як свідчить практика, в поєднанні з протиерозійною організацією території (запровадження лукопасовищних сівозмін, правильне чергування культур, нарізка полів перпендикулярно до напряму вітрів, смугове розміщення культур тощо) вона дає змогу звести до мінімальних розмірів руйнування грунту, забезпечити раціональне використання землі, підвищуючи урожай сільськогосподарських культур, оскільки розпушуванню підлягають лише верхні шари грунту, а основна товща гумусного горизонту зберігається в стані природного становлення, не деформується, як при орному обробітку. Досвід роботи землеробів Полтавщини по застосуванню плоскорізіа для підготовки та обробітку грунту показав доцільність такого напряму в землеробстві степових і лісостепових районів України. Потрібна лише інформація в застосуванні цього методу з урахуванням особливостей грунтово-кліматичних районів. Одна з причин, що стримують проведення таких досліджень — відсутність комплексу машин, передбачених, системою землеробства, яка застосовується в районах поширення дефляції, Саме комплексу, а не окремих машин.
Широке застосування машин і комплексів, потоково-перевалочної і поточної технології збирання цукрових і кормових  буряків, картоплі, інших корене-бульбоплодів, вивезення з полів сільськогосподарської продукції в будь-яку погоду, в тому числі в період перезволоження грунту, коли він легко прилипає до коренеплодів і робочих органів машин, відсутність додаткового очищення від землі викопаної продукції — все це в останні роки породило нову проблему: збереження грунту, попередження вивезення його за межі полів, скорочення за рахунок цього втрат гумусу (технологічних його втрат). В окремі роки фізичні домішки в сільськогосподарській продукції з полів досягають 30% загальної її маси.

Практично це означає, їцо при врожайності коренів цукрових буряків 600 ц/га з кожного) гектара разом з коренеплодами вивозиться 20 т землі. Багато це чи мало? Зараз на гектар землі у Львівській області вноситься щорічно близько 12 т органічних добрив, значна частина яких у процесі мінералізації випаровується у вигляді сполук азоту і вуглецю (МНз, COg), вимивається, частина споживається рослинами, а частина фіксується в грунті. Мінеральна складова гумусованого грунту з органічними добривами практично не вноситься (крім гноє-земляних компостів). Отже, внесенням органічних добрив компенсувати втрати родючого грунту за короткий час не можна. При цьому ще слід врахувати, скільки грунту виноситься на колесах і гусеницях. Все це призводить до додаткових енергетичних витрат на вивезення продукції з поля.

Для попередження вивезення грунту з поля слід будувати дороги з твердим покриттям, що є необхідною умовою також збереження техніки, економії паливно-мастильних матеріалів. Важливе значення має організація очищення коренеплодів безпосередньо в полі, причому очищення не обов'язково механічного, воно може бути і гідравлічним. Селекційна робота повинна проводитись з урахуванням вимог охорони грунту, тобто характеру поверхні коренеплодів, їх форми, особливостей будови розетки листків, кількості корінців на коренеплоді, міцності їх зчеплення та інших морфологічних особливостей, від яких залежить здатність до забруднення, утримання грунту на продукції, що вивозиться.
Ще одним наслідком впливу сільськогосподарської техніки на природнії ресурси є їх забруднення через втрати паливно-мастильних матеріалів та відходи роботи двигунів. Для запобігання цього негативного впливу необхідно обладнати машинні двори мийними установками, маслофільтрами для очищення стічної води від нафтодомішок; своєчасно і на високому технічному рівні проводити технічні огляди, поточні та капітальні ремонти, які забезпечили б попередження витікання масел і палива;

правильно регулювати паливну апаратуру і запалювання технічних засобів, ємкості з нафтопродуктами встановлювати під землею, що порівняно з наземним розміщенням значно зменшує .втрати за рахунок випаровування. Не можна мити машини на берегах водойм, рік, меліоративних каналів. Слід посилити контроль за двигунами і паливними системами через регулювання подачі пального і мастил, не допускаючи його протікання.

Широке використання машинної техніки спричиняє загибель значної кількості тварин, руйнування гнізд птахів на землі, травмування, дрібних звірів (зайців, наприклад) під час збирання сіна та зернових комбайнами. Уникнути цього можна, удосконалюючи-організацію роботи машин і механізмів, застосовуючи просування збиральних машин від центру загінки до периферії, човниковий спосіб руху; враховуючи період розмноження польових птахів і звірів при проведенні польових сільськогосподарських робіт.

Отже, крім усім відомих благ механізація сільського господарства має ? негативні наслідки для навколишнього природного середовища. Однак суперечності в характері процесу індустріалізації не повинні бути причиною для його стримування, тим більше, що, з точки зору екологів, він ще не досяг критичних розмірів. Але врахувати ці суперечності необхідно з метою пошуку шляхів пом'якшення негативних впливів на середовище, забезпечення розвитку сільськогосподарського виробництва, комфортних умов для життя людей.

Споконвіку хлібороб мріяв про підвищення врожаїв, для цього постійно вдосконалюючи обробіток грунту, удобрення, насінництво, сівозміни, технології вирощування культур. Однак на певному етапі перевага була надана тотальній хімізації землеробства, оскільки внесення азотних, фосфорних, калійних добрив ненадовго збільшувало врожай. Одночасно хімічні засоби стали частіше використовуватися для боротьби з шкідниками і хворобами сільськогосподарських культур, бур'янами. При цьому відходили на задній план такі традиційні напрями відновлення родючості грунтів, як дотримання сівозмін, використання сидератів, нагромадження і використання компостів, гноївки, агротехнічні засоби боротьби з хворобами, шкідниками і' бур'янами.

Лише за останні 17 років внесення мінеральних добрив на гектар орної землі зросло в Україні (в перерахунку на 100%-ний вміст поживних речовин) з 65,1 до 157,4 кг.

Ще вищими темпами відбувалася хімізація землеробства в країнах Західної Європи. До речі, найбільш активні пестициди ми купуємо за рубежем, коштують вони надзвичайно дорого, що відчутно позначається на собівартості продукції землеробства, а відповідно і продукції тваринництва.

Однак найбільше тривожить те, що хімізація землеробства призводить до забруднення навколишнього середовища. Непоодинокі випадки, коли мінеральні добрива, інші хімічні засоби вносяться непродумане, а інколи й безвідповідально. Так, розсівання міндобрив на гірські луки і пасовища Карпат за допомогою вертольотів надзвичайно шкідливе для біосфери.

Нагромадження засобів хімізації в грунті, ґрунтових водах призвело до надмірного вмісту їх у продукції рослинництва, а через корми — і в продуктах тваринного походження.. Уже став звичним «металевий» напівштучний вигляд надмірно захіміченого яблука, картоплі, гігантського столового буряка тощо. Розрізавши їх, можна навіть неозброєним оком побачити зони локалізації деструктованої тканини, перенасиченої хімікатами. Вони є сприятливим сере'довищем для розвитку гнильної мікрофлори. Отже, така продукція погано зберігається. Втрати її інколи становлять ЗО—35% і більше. Виграш у деякому збільшенні врожаю від хімізації зводиться нанівець втратами у процесі зберігання.

У боротьбі з бур'янами пріоритет хімічним методам віддано абсолютно необгрунтоване. Часто доходить до парадоксів. Скажімо, обов'язковим агротехнічним заходом при вирощуванні зернових за інтенсивною технологією в рекомендаціях та інструкціях, у підготовці яких беруть участь і науковці, вважається застосування гербіцидів. І це при тому, що озима пшениця, інші зернові самі біологічно здатні пригнітити бур'яни. Що ж до просапних, то тут є багато загальновідомих методів боротьби з бур'янами без внесення гербіцидів, про які чомусь агрономи останнім часом геть забули.

Час уже думати не про те, як' краще використати ті чи інші отрутохімікати, а як без них взагалі обійтися, швидше переходити на біологічне землеробство, насамперед при вирощуванні овочів. А там, де не можна обійтися без них, треба докорінно поліпшити їх використання.

Хімізація сільського господарства породила проблеми, пов'язані з адаптацією бур'янів і сільськогосподарських шкідників до певних речовин, а також їх негативним впливом на навколишнє середовище.

Водночас розвиток хімізації в сільському господарстві привів, до переходу наприкінці 70-х років до безорної технології використання гербіцидів нового типу. При цьому добрив вноситься 2 кг на 1 га проти традиційних 300—500 кг. Сівба відбувається спеціальними сівалками на грунт, вкритий товстим шаром мульчі з бур'янів і відходів минулого врожаю, утвореним після обробки гербіцидами. В США понад 4 млн га полів (соєвих бобів, соняшника, бавовника, пшениці і кукурудзи) обробляється новими гербіцидами. Очікується, що до 2000) p. понад 50% полів США будуть оброблятися із застосуванням безорної технології, — там, де від водної та вітрової ерозії в 1982 p. було втрачено 6 млрд т верхнього шару грунту. Крім того, безорна технологія є енергозберігаючою.

Зворотна сторона нової технології — її надзвичайна токсичність, що вимагає дотримання певних засобів безпеки. Крім того, гербіциди нового типу, опріч бур'янів, знищують деякі овочеві культури — шпинат, салат, турнепс, а при розпиленні з літака їх вітром часом відносить кілометрів на 15 вбік.

Масове використання техноресурсів при різкому скороченні генетичної різноманітності культур та тварин і погіршення багатьох біологічних властивостей рослин (стійкості до хвороб, шкідників, ефективності фотосинтезу тощо) призвело до збитків у виробництві.

Наслідком розвитку прикладної науки як напряму науково-технічного прогресу було створення штучних кормів — білково-вітамінних концентратів (БВК), білково-вітамінних добавок (БВД), білково-вітамінно-мінеральних добавок (БВМД) тощо. На захист БВК було висунуто дуже багато аргументів, які насамперед грунтуються на дефіциті білка в природних кормах, з одного боку, і високій економічній ефективності їх застосування — з другого. Однак, згідно з нормативами, в БВК допускається значний вміст — до 22 г на 1 кг сухої маси— залишкових вуглеводів, а також солей важких металів:

кадмію, свинцю та миш'яку — дуже сильних канцерогенів. Офіційно Україна відмовилась використовувати БВК у птахівництві, однак внаслідок невирішення проблеми поповнення дефіциту білка за рахунок природних кормів це не зовсім вдалося; здійснити, не кажучи вже про інші галузі тваринництва. Як виявляється, комбікорми з БВК знижують у тварин імунітет проти інфекційних захворювань, погіршують їх продуктивність, підвищують падіж, зменшують міцність шкаралупи яєць птиці.

Використання БВК з парафінів нафти як добавки до корму худоби заборонено в країнах ЄС (директива Ради ЄС № 82/471 від 21 липня 1982 p.). Одночасно рішенням КЕС № 35/382 від 10 липня 1985 p. при виробництві білкових продуктів, у тому числі і БВК, заборонено застосування дріжджових; препаратів на основі парафінів нафти. В документі підкреслюється, що деякі види таких препаратів можуть викликати алергічну реакцію, що кваліфікується як' ризик для здоров'я людини.

Випробування штучних БВК, які провадились 15 років тому у Швеції, позитивних результатів не дали. По-перше, через їх високу собівартість. По-друге, через відсутність чистоти продукту, зокрема наявність у БВК структур, що провокують розвиток канцерогенних властивостей. Тобто західні підприємці вважають себе не настільки багатими і не настільки здоровими, щоб виробляти корми з нафти навіть у малих кількостях.
Наведені приклади свідчать про прямий вплив науково-технічного прогресу як форми діяльності людини на природу.

Не менше впливають на природу збільшення населення і процеси урбанізації. Чисельність міського населення України за 1972—1992 pp. зросла більш ніж на 2 млн чол. Згідно з прогнозами 00Н, загальна кількість жителів міст на Землі зросте до 2000 p. порівняно з 1975 p. на 1 млрд. Вже до 1995 p. більшість населення індустріальне розвинутих країн житиме в містах з населенням 1 млн чол.

Відходи середнього міста становлять ЗО тис. т вуглекислого газу, 450 т окису вуглецю і 150 т пилу, майже 500 тис. т стічних вод і десятки тисяч тонн твердих відходів.

До своєрідних забруднювачів навколишнього середовища в містах можна віднести ще один наслідок НТП.— шум. Допустима санітарна норма шуму — 80 дБ, фізіологічний больовий поріг сприйняття шуму людиною — 140 дБ. Шум може бути причиною багатьох серцево-судинних захворювань, гіпертонії, виразок, стресів. Рівень шуму в міській кімнаті сягає 4 дБ, вулиці' зі спокійним рухом — 50 дБ, робочий фон у закладі — 70—80, метро, автобуси — 80—90, від вантажівок, поїздів — 90—100, від пневматичного молотка — 120—130 дБ. Шумова ситуація в світі має тенденцію до погіршення. У великих містах зростає кількість нервових захворювань. Усе це має і зворотний вплив на процеси урбанізації в розвинутих країнах — частина жителів міст, які мають відповідні матеріальні можливості, переселяються у малонаселені приміські зони.

Навантаження на навколишнє середовище залежить від чисельності населення, його потреб і засобів їх задоволення. Критичними факторами є характер і об'єм потреб і їх співвідношення з ресурсами навколишнього середовища. Потреби, що перевищують біологічні, зумовлюються соціально-економічними факторами і реалізуються з допомогою розвитку технології. Технологія може збільшити «віддачу» навколишнього середовища, але часто при цьому виникає ризик її погіршення, як, наприклад, у випадках надмірного використання в сільському господарстві хімічних добрив та отрутохімікатів.

Перенаселення на обмеженій території однієї країни в поєднанні з високим рівнем розвитку технології і потребами в природних ресурсах може призводити до зростання «пресу» на навколишнє середовище в інших країнах. Прикладом може служити Японія, яка впливає на навколишнє середовище, зокрема, Південно-Східної Азії (шляхом імпорту лісу з Таїланду тощо).

Отже, залежність між науково-технічним прогресом, демографічними та економічними факторами набуває міжнародного характеру.
Досвід індустріальне розвинутих країн показує, що в перспективі, слідом за заходами, спрямованими на зниження смертності, набуває значення свідоме регулювання рівня народжуваності, внаслідок чого можна досягти наукової стабілізації чисельності населення. Наприклад, висока народжуваність у сьогоднішньому Таджикистані (37 народжень на 1000 жителів) нижча, ніж була 80 років тому в. Європейській Росії — 48 народжень на 1000 жителів.

Такі тенденції в країнах, що розвиваються, дали змогу переоцінити прогнозовану чисельність населення Землі до 2000 p. — 6,1 млрд чол. порівняно з попередніми передбаченнями в 7,5 млрд чол.

Ситуація, однак, залишається досить напруженою, оскільки одночасно зі збільшенням населення відбувається скорочення площі сільськогосподарських земель — в основному через урбанізацію і деградацію грунтів.