Tarımsal kirlilik - Agricultural pollution

Nedeniyle Su kirliliği süt hayvancılığı içinde Wairarapa Yeni Zelanda alanına (2003 yılında fotoğraflandı)

Tarımsal kirlilik , çevrenin ve çevredeki ekosistemlerin kirlenmesine veya bozulmasına neden olan ve/veya insanlara ve ekonomik çıkarlarına zarar veren çiftçilik uygulamalarının biyotik ve abiyotik yan ürünlerini ifade eder . Kirlilik, nokta kaynaklı su kirliliğinden (tek bir deşarj noktasından) daha yaygın, peyzaj düzeyindeki nedenlere kadar çeşitli kaynaklardan gelebilir; bu, nokta dışı kaynak kirliliği ve hava kirliliği olarak da bilinir . Çevreye girdikten sonra bu kirleticiler hem çevredeki ekosistemler üzerinde doğrudan etkilere sahip olabilir, yani yerel vahşi yaşamı öldürmek veya içme suyunu kirletmek gibi hem de tarımsal akışın neden olduğu ölü bölgeler gibi aşağı havza etkileri büyük su kütlelerinde yoğunlaşır.

Yönetim uygulamaları veya bunların bilinmemesi, bu kirleticilerin miktarında ve etkisinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Yönetim teknikleri, hayvan yönetimi ve barınmadan , küresel tarım uygulamalarında pestisitlerin ve gübrelerin yayılmasına kadar uzanmaktadır . Kötü yönetim uygulamaları, kötü yönetilen hayvan besleme operasyonlarını, aşırı otlatmayı, çiftliği sürmeyi, gübrelemeyi ve pestisitlerin uygunsuz, aşırı veya kötü zamanlanmış kullanımını içerir.

Tarımdan kaynaklanan kirleticiler su kalitesini büyük ölçüde etkiler ve göllerde, nehirlerde, sulak alanlarda , haliçlerde ve yeraltı sularında bulunabilir . Tarımdan kaynaklanan kirleticiler arasında tortular, besinler, patojenler, böcek ilaçları, metaller ve tuzlar bulunur. Hayvancılık , çevreye giren kirleticiler üzerinde çok büyük bir etkiye sahiptir . Gübredeki bakteri ve patojenler otlatma, lagünlerde gübre depolama ve tarlalara gübre uygulama düzgün yönetilmezse akarsulara ve yeraltı sularına girebilir. Arazi kullanımı değişiklikleri ve hayvansal tarım uygulamaları yoluyla tarımın neden olduğu hava kirliliğinin iklim değişikliği üzerinde çok büyük bir etkisi vardır ve bu endişelerin ele alınması, IPCC İklim Değişikliği ve Arazi Özel Raporu'nun merkezi bir parçası olmuştur .

Abiyotik kaynaklar

Tarım ilacı

Hava uygulaması arasında pestisit .

Mahsul üretimini bozan zararlıları kontrol etmek için tarım arazilerine pestisitler ve herbisitler uygulanır. Toprak kirliliği , mikrobiyal süreçleri değiştirebilen , kimyasalın bitki tarafından alımını artırabilen ve toprak organizmaları için toksik olan pestisitler kalıcı olduğunda ve toprakta biriktiğinde meydana gelebilir . Pestisitlerin ve herbisitlerin kalıcılık derecesi, bileşiğin sorpsiyon dinamiklerini etkileyen ve bunun sonucunda toprak ortamında akıbeti ve taşınmasını etkileyen benzersiz kimyasına bağlıdır . Pestisitler, kontamine zararlıları ve toprak organizmalarını yiyen hayvanlarda da birikebilir. Ek olarak, pestisitler, tozlayıcılar gibi faydalı böceklere ve zararlıların doğal düşmanlarına (yani, zararlıları avlayan veya parazitleştiren böcekler) hedef zararlıların kendilerine olduğundan daha zararlı olabilir.

Pestisit liçi

Pestisit sızıntısı, pestisitlerin su ile karışması ve toprakta hareket etmesi ve nihayetinde yeraltı suyunu kirletmesiyle meydana gelir . Sızma miktarı, belirli toprak ve pestisit özellikleri ve yağış ve sulama derecesi ile ilişkilidir. Suda çözünür bir pestisit kullanılıyorsa, toprak dokuda kumlu olma eğiliminde olduğunda sızıntının meydana gelmesi daha olasıdır; pestisit uygulamasından hemen sonra aşırı sulama meydana gelirse; pestisitin toprağa adsorpsiyon kabiliyeti düşük ise. Sızıntı sadece işlenmiş alanlardan kaynaklanmayabilir, aynı zamanda pestisit karıştırma alanlarından, pestisit uygulama makinelerinin yıkama alanlarından veya bertaraf alanlarından da kaynaklanabilir.

Gübreler

Gübreler, bitkilere azot, fosfor ve potasyum gibi bitki büyümesini destekleyen ve ürün verimini artıran ek besin kaynakları sağlamak için kullanılır. Bitki büyümesi için faydalı olmakla birlikte, doğal besin ve mineral biyojeokimyasal döngülerini bozabilir ve insan ve ekolojik sağlık için risk oluşturabilirler.

Azot

Azotlu gübreler, bitkilere, bitki alımı için biyolojik olarak mevcut olan nitrojen formları sağlar; yani NO ₃^- (nitrat) ve NH ₄⁺ (amonyum). Bu, mahsul verimini ve tarımsal üretkenliği artırır, ancak aynı zamanda yeraltı ve yüzey sularını olumsuz etkileyebilir, atmosferi kirletebilir ve toprak sağlığını bozabilir . Gübre yoluyla uygulanan besinlerin tamamı ekinler tarafından alınmaz ve geri kalanı toprakta birikir veya akış olarak kaybolur . Nitratlı gübrelerin, yüksek çözünürlüğü ve molekül ile negatif yüklü kil parçacıkları arasındaki benzer yükler nedeniyle akış yoluyla toprak profilinde kaybolma olasılığı çok daha yüksektir. Yüksek su çözünürlüğü ile birlikte, azot içeren gübrelerin yüksek uygulama oranları nitrat yüzey suyuna artan akış için potansiyel olarak bu şekilde neden yeraltı sularına sızma yeraltı suyu kirliliği . Yeraltı suyunda 10 mg/L (10 ppm) üzerindeki nitrat seviyeleri , bebeklerde " mavi bebek sendromu "na (edinilmiş methemoglobinemi) ve muhtemelen tiroid hastalığına ve çeşitli kanser türlerine neden olabilir. Atmosferik nitrojen örtü azot sabitleme göre, (N ₂ N dönüştürür biyolojik olarak mevcut azot bileşikleri daha fazla biyolojik olarak temin edilebilir biçimlerinin ve denitrifikasyon için) ₂ ve N ₂ , O, çünkü onlar azot döngüsünde etkili en önemli metabolik işlemleri ikisi azotun ekosistemlere en büyük girdileri ve çıktıları. Azotun yaklaşık %78'i nitrojen olan atmosfer ile biyosfer arasında akmasına izin verirler. Azot döngüsündeki diğer önemli süreçler, amonyumu sırasıyla nitrat veya nitrite ve organik maddeyi amonyağa çeviren nitrifikasyon ve amonifikasyondur. Bu süreçler çoğu ekosistemde nitrojen konsantrasyonlarını nispeten sabit tuttuğundan, tarımsal akıştan gelen büyük bir nitrojen akışı ciddi bozulmalara neden olabilir. Bunun sucul ekosistemlerde yaygın bir sonucu, her ikisi de ölümcül ve/veya birçok türe zarar veren hipoksik ve anoksik koşullar yaratan ötrofikasyondur . Azot gübreleme de NH'yi salabilir ₃ NO sonra içine dönüştürülebilir atmosfere gaz _x bileşikleri. NO daha büyük bir miktarı, _x atmosferde bileşikler akuatik ekosistemlerin asitleştirilmesi ve insanlarda çeşitli solunum sorunlar sebebi ile sonuçlanabilir. Gübreleme ayrıca bir sera gazı olan N ₂ O'yu serbest bırakabilir ve stratosferde ozonun (O ₃ ) yok edilmesini kolaylaştırabilir . Azotlu gübreler alan topraklar da zarar görebilir. Bitki kullanılabilir azotunda bir artış, bir mahsulün net birincil üretimini artıracak ve nihayetinde, gübrelerden ve karbon bileşiklerinden ayrıştırılmış biyokütle yoluyla daha büyük azot girdilerinin bir sonucu olarak toprak mikrobiyal aktivitesi artacaktır. Topraktaki ayrışmanın artması nedeniyle, organik madde içeriği tükenecek ve bu da genel toprak sağlığının daha düşük olmasına neden olacaktır.

Standart Azotlu gübrelere bir alternatif, Artırılmış Verimlilik Gübreleridir (EEF) . Birkaç EEF türü vardır, ancak bunlar genellikle iki kategoriye girer, yavaş salınan gübreler veya nitrifikasyon önleyici gübreler. Yavaş salınımlı gübreler, Azotun tarımsal sistemlere salınmasını geciktiren ve yavaşlatan bir polimerle kaplanmıştır. Nitrifikasyon inhibitörleri, çok hidrofobik olan bir kükürt bileşiği ile kaplanmış gübrelerdir ve bu, Azot salınımını yavaşlatmaya yardımcı olur. EEFs toprağa bir nitrojen daha düşük ve daha sabit bir akış sağlar ve NO nitrojen süzülmesini ve uçucu hale azaltabilir _x bileşikleri, ancak bilimsel literatürde verilen nitrojen kirliliğini azaltmak hem etkinliği ve etkisizliği.

Fosfor

Tarım uygulamalarında kullanılan en yaygın fosforlu gübre şekli fosfattır (PO ₄^3- ) ve PO ₄^3- içeren sentetik bileşiklerde veya gübre ve kompost gibi organik formlarda uygulanır. Fosfor, hücrede ve nükleik asit üretimi ve metabolik enerji transferleri gibi metabolik işlevlerde oynadığı roller nedeniyle tüm organizmalar için temel bir besindir. Bununla birlikte, tarımsal ürünler de dahil olmak üzere çoğu organizma, nispeten düşük miktarlarda fosfor içeren ekosistemlerde evrimleştikleri için yalnızca az miktarda fosfor gerektirir. Topraktaki mikrobiyal popülasyonlar, organik fosfor formlarını fosfat gibi çözünür bitki formlarına dönüştürebilir. Bu adım genellikle inorganik gübrelerle atlanır, çünkü fosfat veya diğer bitki mevcut formları olarak uygulanır. Bitkiler tarafından alınmayan herhangi bir fosfor, yerinde kalmasına yardımcı olan toprak parçacıklarına emilir. Bu nedenle, tipik olarak, bağlı olduğu toprak parçacıkları yağış veya yağmur suyu akışı sonucu aşındığında yüzey sularına girer. Yüzey sularına giren miktar, gübre olarak uygulanan miktara kıyasla nispeten düşüktür, ancak çoğu ortamda sınırlayıcı bir besin maddesi görevi gördüğünden, küçük bir miktar bile ekosistemin doğal fosfor biyojeokimyasal döngülerini bozabilir. Azot, ötrofikasyona neden olan zararlı algler ve siyanobakteri üremelerinde rol oynasa da, fosforun özellikle tatlı sularda genellikle en sınırlayıcı besin olması gerçeğinden dolayı aşırı fosfor en büyük katkıda bulunan faktör olarak kabul edilir. Yüzey sularındaki oksijen seviyelerinin azalmasına ek olarak, algler ve siyanobakteri üremeleri, birçok su organizmasının yanı sıra insan ve hayvan sağlığına zararlı siyanotoksinler üretebilir.

Konsantrasyonu, kadmiyum içinde fosfor -içeren gübre önemli ölçüde değişir ve sorunlu olabilir. Örneğin, mono-amonyum fosfatlı gübre 0.14 mg/kg kadar düşük veya 50.9 mg/kg kadar yüksek bir kadmiyum içeriğine sahip olabilir. Bunun nedeni, imalatlarında kullanılan fosfat kayasının 188 mg/kg kadar kadmiyum içerebilmesidir (örnekler Nauru ve Noel adalarındaki tortulardır). Yüksek kadmiyumlu gübrenin sürekli kullanımı toprağı ve bitkileri kirletebilir. Fosfatlı gübrelerin kadmiyum içeriğinin sınırları Avrupa Komisyonu tarafından değerlendirilmiştir . Fosfor içeren gübre üreticileri artık kadmiyum içeriğine göre fosfat kayasını seçmektedir. Fosfat kayaçları yüksek düzeyde florür içerir . Sonuç olarak, fosfatlı gübrelerin yaygın kullanımı toprak florür konsantrasyonlarını artırmıştır. Bitkiler topraktan çok az florür biriktirdiğinden, gübreden kaynaklanan gıda kontaminasyonunun çok az endişe kaynağı olduğu bulunmuştur; Daha büyük endişe verici olan ise, kontamine toprakları tüketen çiftlik hayvanları için florür toksisitesi olasılığıdır. Florürün toprak mikroorganizmaları üzerindeki etkileri de olası bir endişe kaynağıdır.

Kadmiyum

Konsantrasyonu, kadmiyum içinde fosfor -içeren gübre önemli ölçüde değişir ve sorunlu olabilir. Örneğin, mono-amonyum fosfatlı gübre 0.14 mg/kg kadar düşük veya 50.9 mg/kg kadar yüksek bir kadmiyum içeriğine sahip olabilir. Bunun nedeni, imalatlarında kullanılan fosfat kayasının 188 mg/kg kadar kadmiyum içerebilmesidir (örnekler Nauru ve Noel adalarındaki tortulardır). Yüksek kadmiyumlu gübrenin sürekli kullanımı toprağı ve bitkileri kirletebilir. Fosfatlı gübrelerin kadmiyum içeriğinin sınırları Avrupa Komisyonu tarafından değerlendirilmiştir . Fosfor içeren gübre üreticileri artık kadmiyum içeriğine göre fosfat kayasını seçmektedir.

florür

Fosfat kayaları yüksek düzeyde florür içerir . Sonuç olarak, fosfatlı gübrelerin yaygın kullanımı toprak florür konsantrasyonlarını artırmıştır. Bitkiler topraktan çok az florür biriktirdiğinden, gübreden kaynaklanan gıda kontaminasyonunun çok az endişe kaynağı olduğu bulunmuştur; Daha büyük bir endişe, kontamine toprakları yutan çiftlik hayvanları için florür toksisitesi olasılığıdır. Florürün toprak mikroorganizmaları üzerindeki etkileri de olası bir endişe kaynağıdır.

radyoaktif elementler

Gübrelerin radyoaktif içeriği önemli ölçüde değişir ve hem ana mineraldeki konsantrasyonlarına hem de gübre üretim sürecine bağlıdır. Uranyum-238 konsantrasyonları, fosfat kayalarında 7 ila 100 pCi/g ve fosfatlı gübrelerde 1 ila 67 pCi/g arasında değişebilir. Yıllık yüksek oranda fosforlu gübre kullanıldığında, bu, topraklarda ve drenaj sularında normalde mevcut olandan birkaç kat daha fazla uranyum-238 konsantrasyonlarına neden olabilir. Ancak bu artışların gıdaların radyonüklid kontaminasyonundan kaynaklanan insan sağlığı üzerindeki etkisi çok küçüktür (0,05 mSv/y'den az).

Organik kirleticiler

Gübreler ve biyokatılar , hayvanlar ve insanlar tarafından gıda şeklinde tüketilen birçok besin maddesini içerir. Bu tür atık ürünlerin tarım arazisine geri döndürülmesi uygulaması, toprak besinlerinin geri dönüştürülmesi için bir fırsat sunar. Buradaki zorluk, gübrelerin ve biyokatıların yalnızca karbon, nitrojen ve fosfor gibi besinleri içermemesi, aynı zamanda farmasötikler ve kişisel bakım ürünleri (PPCP'ler) dahil olmak üzere kirletici maddeler de içerebilmesidir . Hem insanlar hem de hayvanlar tarafından tüketilen çok çeşitli ve çok miktarda PPCP vardır ve her birinin karasal ve su ortamlarında benzersiz kimyası vardır. Bu nedenle, hepsi toprak, su ve hava kalitesi üzerindeki etkileri açısından değerlendirilmemiştir. ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) den kanalizasyon çamuru anket etti atıksu arıtma çeşitli PPCPs mevcut seviyelerini değerlendirmek için ABD genelinde bitkiler.

metaller

Ağır metallerin (örneğin kurşun, kadmiyum, arsenik, cıva) tarımsal sistemlere başlıca girdileri gübreler, gübre gibi organik atıklar ve endüstriyel yan ürün atıklarıdır. İnorganik gübreler özellikle ağır metallerin toprağa girmesi için önemli bir yolu temsil eder. Sulama gibi bazı tarım teknikleri, toprakta doğal olarak oluşan selenyum (Se) birikimine yol açabilir ve bu da, vahşi yaşam, çiftlik hayvanları ve insanlar için toksik olan selenyum konsantrasyonlarını içeren akış aşağı su rezervuarlarına neden olabilir. Bu süreç sonrasında eponymously “Kesterson Etkisi” olarak bilinen adlandırılan Kesterson Rezervuar içinde San Joaquin Vadisi bitkiler tarafından alınabilir ortamda mevcut 1987. Ağır metaller, zehirli atık dökümü ilan edildi (Kaliforniya, ABD) etkilenen bitkilerin tüketilmesi durumunda insanlar için sağlık riskleri oluşturabilir. Bazı metaller bitki büyümesi için gereklidir, ancak bolluk bitki sağlığı üzerinde olumsuz etkilere sahip olabilir.

Yüksek seviyelerde çinko (bitki büyümesi için gerekli) nedeniyle genellikle gübrelere dönüştürülen çelik endüstrisi atıkları, aşağıdaki toksik metalleri de içerebilir: kurşun , arsenik , kadmiyum, krom ve nikel . Bu tür gübrelerdeki en yaygın toksik elementler cıva , kurşun ve arseniktir. Bu potansiyel olarak zararlı kirlilikler gübre üretimi sırasında giderilebilir; ancak bu, gübre maliyetini önemli ölçüde artırır. Yüksek oranda saf gübreler yaygın olarak bulunur ve belki de en çok mavi boyalar içeren suda yüksek oranda çözünür gübreler olarak bilinir. Bunlar gibi gübreler, Miracle-Gro gibi evlerde yaygın olarak kullanılmaktadır . Bu yüksek oranda suda çözünür gübreler, fidanlık işinde kullanılır ve perakende miktarlarından önemli ölçüde daha düşük maliyetle daha büyük paketlerde bulunur. Ayrıca, üretimi sınırlayan, yüksek saflıkta bileşenlerle yapılan bazı ucuz perakende granül bahçe gübreleri de vardır.

Arazi Yönetimi

Toprak erozyonu ve sedimantasyon

Toprak erozyonu: toprak, sürülmüş bir tarladan bu kapıdan ve ötesindeki bir su yoluna yıkanmıştır.

Tarım , yoğun yönetim veya verimsiz arazi örtüsü yoluyla toprak erozyonuna ve tortu birikimine büyük ölçüde katkıda bulunur . Tarım arazilerinin bozulmasının , her yıl yaklaşık 6 milyon hektar verimli arazide doğurganlıkta geri dönüşü olmayan bir düşüşe yol açtığı tahmin edilmektedir . Birikimi sediment (yani sedimantasyon) akış suyu çeşitli yollarla su kalitesini etkiler. Sedimantasyon, hendeklerin, akarsuların, nehirlerin ve navigasyon kanallarının taşıma kapasitesini azaltabilir. Ayrıca, sudaki biyotayı etkileyen suya nüfuz eden ışık miktarını da sınırlayabilir. Sedimantasyondan kaynaklanan bulanıklık, balıkların beslenme alışkanlıklarına müdahale ederek popülasyon dinamiklerini etkileyebilir. Sedimantasyon, fosfor ve çeşitli pestisitler de dahil olmak üzere kirleticilerin taşınmasını ve birikimini de etkiler.

Toprak işleme ve azot oksit emisyonları

Doğal toprak biyojeokimyasal süreçleri, azot oksit de dahil olmak üzere çeşitli sera gazlarının emisyonuna neden olur. Tarımsal yönetim uygulamaları emisyon seviyelerini etkileyebilir. Örneğin, toprak işleme seviyelerinin azot oksit emisyonlarını da etkilediği gösterilmiştir .

Biyotik kaynaklar

Dışkı atıklarından kaynaklanan sera gazları

Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO), antropojenik sera gazlarının %18'inin doğrudan veya dolaylı olarak dünyadaki çiftlik hayvanlarından geldiğini tahmin ediyor. Bu rapor ayrıca, hayvancılıktan kaynaklanan emisyonların ulaşım sektöründen daha fazla olduğunu öne sürdü. Hayvancılık şu anda sera gazı emisyonlarının üretilmesinde rol oynasa da , tahminlerin yanlış olduğu iddia ediliyor. FAO , hayvan tarımının bir yaşam döngüsü değerlendirmesini kullanırken (yani, yem için yetiştirilen mahsullerden kaynaklanan emisyonlar, nakliyeden kesime, vb. dahil olmak üzere tüm yönler), aynı değerlendirmeyi ulaşım sektörü için uygulamadı.

Bir PNAS modeli, hayvanlar ABD tarım ve diyetlerinden tamamen çıkarılsa bile, ABD GHG emisyonlarının yalnızca %2,6 (veya tarımsal GHG emisyonlarının %28'i) oranında azaltılacağını gösterdi. Bunun nedeni, hayvan gübrelerinin gübrelerle değiştirilmesi ve diğer hayvansal yan ürünlerin de değiştirilmesi ihtiyacı ve çiftlik hayvanlarının artık insanlar tarafından yenmeyen gıda ve lif işleme yan ürünleri kullanmasıdır. Ayrıca, insanlar daha fazla enerji fazlalığı almalarına ve muhtemelen daha fazla obeziteye yol açmalarına rağmen, temel besin maddelerinde daha fazla sayıda eksiklikten muzdarip olacaklardır.

biyopestisitler

Biyopestisitler , doğal malzemelerden (hayvanlar, bitkiler, mikroorganizmalar, belirli mineraller) elde edilen pestisitlerdir. Geleneksel pestisitlere bir alternatif olarak biyopestisitler, ele alınmaları güvenli olduğundan, genellikle yararlı omurgasızları veya omurgalıları güçlü bir şekilde etkilemediğinden ve kısa bir kalıntı süreye sahip olduklarından genel tarımsal kirliliği azaltabilir. Bununla birlikte, biyopestisitlerin hedef dışı türlerin popülasyonları üzerinde olumsuz etkileri olabileceğine dair bazı endişeler mevcuttur.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, biyopestisitler EPA tarafından düzenlenir. Biyopestisitler daha az zararlı olduğundan ve diğer pestisitlerden daha az çevresel etkiye sahip olduğundan, ajans kullanımlarını kaydetmek için çok fazla veriye ihtiyaç duymaz. Birçok biyopestisite , Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı'nın Ulusal Organik Programı , organik mahsul üretimi standartları kapsamında izin verilmektedir .

Tanıtılan türler

İstilacı türler

Agresif bir şekilde istilacı bir yabani ot olan Centaurea solstitialis , muhtemelen Kuzey Amerika'ya kontamine yem tohumlarında tanıtıldı. Sürme ve hayvan otlatma gibi tarımsal uygulamalar hızla yayılmasına yardımcı oldu. Atlar için zehirlidir, yerli bitkilerin büyümesini engeller (biyoçeşitliliği azaltır ve doğal ekosistemleri bozar) ve yerli hayvanların göçüne fiziksel bir engeldir.

Tarımın artan küreselleşmesi , zararlıların, yabani otların ve hastalıkların kazara yeni alanlara taşınmasıyla sonuçlandı. Yerleşirlerse, yerli türlerin popülasyonlarını etkileyebilecek ve tarımsal üretimi tehdit edebilecek istilacı bir tür haline gelirler. Örneğin, Avrupa'da yetiştirilen ve ticari tozlayıcı olarak kullanılmak üzere Amerika Birleşik Devletleri ve/veya Kanada'ya gönderilen bombus arılarının taşınması, Eski Dünya parazitinin Yeni Dünya'ya girmesine yol açmıştır. Bu tanıtım, Kuzey Amerika'daki son yerli yaban arısı düşüşlerinde rol oynayabilir. Tarımsal olarak tanıtılan türler ayrıca yerli türlerle melezleşerek genetik biyoçeşitliliğin azalmasına neden olabilir ve tarımsal üretimi tehdit edebilir.

Tarım uygulamalarıyla ilişkili habitat bozukluğu (ekoloji) , bu tanıtılan organizmaların kurulmasını da kolaylaştırabilir. Kirlenmiş makineler, çiftlik hayvanları ve yemler ve kontamine mahsul veya mera tohumları da yabani otların yayılmasına neden olabilir.

Karantinalar (bkz. biyogüvenlik ), istilacı türlerin yayılmasının önlenmesinin politika düzeyinde düzenlenebileceği bir yoldur. Karantina, istilacı bir türün bulunduğu alanlardan, istilacı bir türün bulunmadığı alanlara hareketini kısıtlayan yasal bir araçtır. Dünya Ticaret Örgütü kapsamında haşere ve hastalıkların karantina ilişkin uluslararası düzenlemeler vardır Sıhhi ve Bitki Sağlığı Anlaşması . Bireysel ülkelerin genellikle kendi karantina düzenlemeleri vardır. Örneğin Amerika Birleşik Devletleri'nde, Amerika Birleşik Devletleri Tarım / Hayvan ve Bitki Sağlığı Denetleme Servisi (USDA/APHIS) yurtiçi (ABD içinde) ve yabancı (ABD dışından ithalat) karantinaları yönetir. Bu karantinalar, eyalet sınırlarında ve giriş limanlarında müfettişler tarafından uygulanır.

Biyolojik kontrol

Biyolojik haşere kontrol ajanlarının kullanımı veya tarımsal zararlıları kontrol etmek için yırtıcı, parazitoit , parazit ve patojenlerin kullanılması, pestisit kullanımı gibi diğer haşere kontrol teknikleriyle bağlantılı tarımsal kirliliği azaltma potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, yerel olmayan biyokontrol ajanlarının tanıtılmasının yararları geniş çapta tartışılmıştır. Bir kez serbest bırakıldığında, bir biyokontrol ajanının girişi geri döndürülemez olabilir. Potansiyel ekolojik sorunlar, tarımsal habitatlardan doğal ortamlara yayılmayı ve ev sahibi değiştirmeyi veya yerli bir türü kullanmak için adapte olmayı içerebilir. Ek olarak, karmaşık ekosistemlerdeki etkileşim sonuçlarını ve potansiyel ekolojik etkileri salıvermeden önce tahmin etmek zor olabilir. Ekolojik hasara neden olan bir biyokontrol programının bir örneği, çingene güvesini ve kahverengi kuyruklu güveyi kontrol etmek için bir kelebek parazitoitinin tanıtıldığı Kuzey Amerika'da meydana geldi . Bu parazitoit, birçok kelebek konak türünü kullanma yeteneğine sahiptir ve muhtemelen birkaç yerli ipek güvesi türünün azalmasına ve yok olmasına neden olmuştur.

Avrupa Biyolojik Kontrol Laboratuvarı, Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı/ Tarımsal Araştırma Servisi (USDA/ARS), Commonwealth Biyolojik Kontrol Enstitüsü ve Uluslararası Zehirli Biyolojik Kontrol Örgütü gibi kuruluşlar, potansiyel biyokontrol ajanları için uluslararası araştırmalara yardımcı olur. Bitkiler ve hayvanlar. Tarımsal kirliliği önlemek için, girişten önce karantina ve organizmanın potansiyel etkinliği ve ekolojik etkileri hakkında kapsamlı araştırmalar gereklidir. Onaylanırsa, biyokontrol ajanını uygun tarımsal ortamlarda kolonize etmek ve dağıtmak için girişimlerde bulunulur. Etkililikleri hakkında sürekli değerlendirmeler yapılır.

Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO)

(Üst) Avrupa mısır kurdu larvalarından büyük zarar gösteren transgenik olmayan fıstık yaprakları . (Altta) Bt toksinleri üretmek için genetiğiyle oynanmış fıstık yaprakları, otçulların zarar görmesinden korunur.

Genetik kontaminasyon ve ekolojik etkiler

Ancak GDO'lu ürünler, hibridizasyon yoluyla yerli bitki türlerinin genetik kontaminasyonuna neden olabilir. Bu, bitkinin yabani otlarının artmasına veya yerli türlerin yok olmasına yol açabilir. Ek olarak, modifikasyon belirli bir çevrede uygunluğunu geliştirirse , transgenik bitkinin kendisi bir ot haline gelebilir.

Tozlayıcılar ve doğal düşmanlar gibi hedef olmayan organizmaların, Bt üreten bitkilerin kazara yutulmasıyla zehirlenebileceğine dair endişeler de vardır . Yakınlardaki süt yosunu bitkilerini toz haline getiren Bt mısır poleninin kral kelebeğinin larva beslemesi üzerindeki etkilerini test eden yakın tarihli bir çalışma, hükümdarın popülasyonlarına yönelik tehdidin düşük olduğunu bulmuştur.

Herbisit direnci için tasarlanmış GDO'lu ekin bitkilerinin kullanımı , herbisit kullanımıyla ilişkili tarımsal kirlilik miktarını da dolaylı olarak artırabilir . Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nin orta batısındaki herbisite dayanıklı mısır tarlalarında herbisitin artan kullanımı, kral kelebek larvaları için mevcut olan süt yosunu miktarını azaltmaktadır .

Genetiği değiştirilmiş organizmaların salınımının düzenlenmesi, organizmanın türüne ve ilgili ülkeye göre değişir.

Kirliliği azaltmanın bir aracı olarak GDO

GD ürünlerin kullanımıyla ilgili bazı endişeler olsa da, mevcut hayvan tarımı kirliliği sorunlarının bir kısmına da çözüm olabilir. Kirliliğin ana kaynaklarından biri, özellikle topraktaki vitamin ve minerallerin sürüklenmesi, hayvanlarda sindirim etkinliğinin olmamasından kaynaklanmaktadır. Sindirim verimliliğini artırarak hem hayvansal üretim maliyetini hem de çevreye verilen zararı en aza indirmek mümkündür. Bu teknolojinin ve potansiyel uygulamasının başarılı bir örneği Enviropig'dir .

Enviropig ifade eden genetik olarak değiştirilmiş Yorkshire domuz fitazının Onun tükürük. Mısır ve buğday gibi tahıllar, fitik asit olarak bilinen, doğal olarak sindirilemeyen bir biçimde bağlı fosfora sahiptir. Domuzlar için gerekli bir besin maddesi olan fosfor , domuzların sindirim sisteminde parçalanamadığı için diyete eklenir. Sonuç olarak, tahılda doğal olarak bulunan fosforun neredeyse tamamı dışkıda boşa harcanır ve topraktaki seviyelerin yükselmesine katkıda bulunabilir. Fitaz, aksi takdirde sindirilemeyen fitik asidi parçalayabilen ve onu domuzun kullanımına sunan bir enzimdir. Enviropig'in tahıllardaki fosforu sindirme yeteneği, bu doğal fosforun israfını (%20-60 azalma) ortadan kaldırırken, aynı zamanda yemdeki besin takviyesi ihtiyacını da ortadan kaldırır.

Hayvan yönetimi

Gübre yönetimi

Hava, toprak ve su kirliliğine en çok katkıda bulunanlardan biri hayvan atıklarıdır. USDA'nın 2005 tarihli bir raporuna göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çiftliklerde her yıl 335 milyon tondan fazla "kuru madde" atığı (su çıkarıldıktan sonraki atık) üretilmektedir. Hayvan besleme operasyonları , her yıl ABD belediye atık su tesislerinde işlenen insan kanalizasyon çamuru miktarından yaklaşık 100 kat daha fazla gübre üretir. Tarımsal gübrelerden kaynaklanan yaygın kaynak kirliliğinin izlenmesi, izlenmesi ve kontrol edilmesi daha zordur. Yeraltı sularında yüksek nitrat konsantrasyonları bulunur ve 50 mg/litreye ulaşabilir (AB Direktifi limiti). Hendeklerde ve nehir yataklarında gübrelerden kaynaklanan besin kirliliği ötrofikasyona neden olur. Bu, kışın daha kötüdür, sonbaharda çiftçilik nitrat dalgalanmasını serbest bıraktıktan sonra; kış yağışları daha ağırdır, artan akış ve sızma ve daha düşük bitki alımı vardır. EPA, 2.500 ineğe sahip bir süt çiftliğinin, yaklaşık 411.000 sakini olan bir şehir kadar atık ürettiğini öne sürüyor. ABD Ulusal Araştırma Konseyi , yerel düzeyde en önemli hayvan emisyon sorunu olarak kokuları belirlemiştir. Farklı hayvan sistemleri, yıllık olarak üretilen büyük miktarda atıkla başa çıkmak için çeşitli atık yönetim prosedürleri benimsemiştir.

Gübre muamelesinin avantajları, taşınması ve ekinlere uygulanması gereken gübre miktarında azalmanın yanı sıra azaltılmış toprak sıkışmasıdır. Besin maddeleri de azalır, bu da gübrenin yayılması için daha az ekili alana ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Gübre muamelesi, gübrede bulunan patojenlerin miktarını azaltarak insan sağlığı ve biyogüvenlik risklerini de azaltabilir. Seyreltilmemiş hayvan gübresi veya bulamaç daha yerli kanalizasyon birden konsantre yüz kere, ve bir bağırsak parazit, taşıyabilir Cryptosporidium'u , tespit etmek zordur ama insanlara geçirilebilir. Silaj likörü (fermente edilmiş ıslak otlardan), düşük pH ve çok yüksek biyolojik oksijen ihtiyacı ile bulamaçtan bile daha güçlüdür. Düşük bir pH ile silaj likörü oldukça aşındırıcı olabilir; sentetik malzemelere saldırabilir, depolama ekipmanına zarar verebilir ve kazayla dökülmeye neden olabilir. Tüm bu avantajlar, mevcut kaynaklara dayalı olarak doğru çiftlikte doğru gübre yönetim sistemi kullanılarak optimize edilebilir.

Gübre tedavisi

kompostlama

Kompostlama , yataklı paket kalemlerden gelen katı gübreye veya sıvı gübre ayırıcıdan gelen katılara dayanan katı bir gübre yönetim sistemidir. Aktif ve pasif olmak üzere iki kompostlaştırma yöntemi vardır. Aktif kompostlama sırasında gübre periyodik olarak çalkalanırken pasif kompostlamada yapılmaz. Pasif kompostlaştırmanın, eksik ayrışma ve daha düşük gaz difüzyon oranları nedeniyle daha düşük sera gazı emisyonlarına sahip olduğu bulunmuştur.

Katı-sıvı ayrımı

Gübre, daha kolay yönetim için mekanik olarak katı ve sıvı kısımlara ayrılabilir. Sıvılar (%4-8 kuru madde) ekinlere uygun yayılım için pompa sistemlerinde kolaylıkla kullanılabilir ve katı fraksiyon (%15-30 kuru madde) ahır yatağı olarak kullanılabilir, ekinlere yayılabilir, kompostlanabilir veya ihraç edilebilir.

Anaerobik sindirim ve lagünler

Bir mandırada anaerobik lagün

Anaerobik çürütme , organik katıların ayrışmasını destekleyen, havanın olmadığı bir alanda bakteriler kullanılarak sıvı hayvan atıklarının biyolojik olarak arıtılmasıdır. Biyogaz üretim oranını artırmak için atıkları ısıtmak için sıcak su kullanılmaktadır . Kalan sıvı besin açısından zengindir ve tarlalarda gübre ve metan gazı olarak doğrudan biyogaz sobasında veya elektrik ve ısı üretmek için bir motor jeneratöründe yakılabilir. Metan, uygun şekilde kontrol edilmediği takdirde önemli olumsuz çevresel etkileri olan karbondioksitten sera gazı olarak yaklaşık 20 kat daha güçlüdür. Atıkların anaerobik arıtımı, gübre yönetimiyle ilişkili kokuyu kontrol etmek için en iyi yöntemdir.

Biyolojik arıtma lagünleri ayrıca katıları parçalamak için anaerobik sindirimi kullanır, ancak bu çok daha yavaş bir orandadır. Lagünler, ısıtılmış çürütme tanklarının aksine ortam sıcaklıklarında tutulur. Lagünlerin düzgün çalışması için geniş arazi alanları ve yüksek seyreltme hacimleri gerekir, bu nedenle kuzey Amerika Birleşik Devletleri'ndeki birçok iklimde iyi çalışmazlar. Lagünler ayrıca azaltılmış koku avantajı sunar ve biyogaz, ısı ve elektrik gücü için kullanılabilir hale getirilir.

Çalışmalar, sera gazı emisyonlarının aerobik çürütme sistemleri kullanılarak azaltıldığını göstermiştir. Sera gazı emisyonlarının azaltılması ve krediler, daha temiz aerobik teknolojilerin daha yüksek kurulum maliyetlerini telafi etmeye yardımcı olabilir ve mevcut anaerobik lagünlerin yerini alacak çevresel açıdan üstün teknolojilerin üreticiler tarafından benimsenmesini kolaylaştırabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Bu makale , Kongre Araştırma Servisi belgesinden kamuya açık materyalleri içermektedir : Jasper Womach. "Kongre Raporu: Tarım: Terimler, Programlar ve Kanunlar Sözlüğü, 2005 Baskısı" (PDF) .

Languages

In other projects