Экологические аспекты применения удобрений
Необоснованные нормы и нарушение технологии внесения удобрений приводят к существенному негативному их влиянию на природную среду. Происходит загрязнение атмосферы и природных вод, ухудшение свойств почвы, снижение ее плодородия и качества растениеводческой продукции.
Неравномерное внесение удобрений приводит к избыточному или недостаточному снабжению растений элементами питания, что вызывает их неодинаковую продуктивность. Недоиспользованные удобрения могут накапливаться в почве в избыточном количестве.
Помимо этого, в минеральных удобрениях имеются различные токсичные вещества в виде солей тяжелых металлов, радиоактивных соединений и т.д. Наиболее опасными из них являются мышьяк, кадмий, свинец, фтор, стронций, ртуть и др. Накапливаясь в почве и растениях, эти элементы становятся источниками загрязнения окружающей среды. Степень их накопления в почве и поглощения растениями зависит от типа почвы, вида растений и вносимых минеральных удобрений.
Так, с фосфорными удобрениями обычно поступают в почву фтор, свинец и другие тяжелые металлы, которые даже при сравнительно низких концентрациях угнетающе действуют на растительные организмы.
Применение в высоких дозах органических удобрений с ферм, где в корм животным и птице добавляют микроэлементы, может привести к их избыточному накоплению в почве. Использование осадка сточных вод, компостов из городского мусора ведёт к тем же последствиям.
В результате водной и ветровой эрозии из почвы ежегодно теряется до 100 кг N, 5 кг Р2О5 и 60 кг К2О с 1 га. Потери элементов питания особо ощутимы при поверхностном внесении удобрений.
При внесении в повышенных дозах азотных удобрений меняется процесс гумификации, нарушается питание растений калием. Высокие дозы азота могут резко увеличить содержание в почве и растениях нитратов, ухудшить качество продукции. Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека – 300-325 мг NО3 — .
Избыток хлора в калийных удобрениях вредно влияет на многие культуры и физико-химические свойства почвы, а избыток калия в кормовых культурах может вызвать отравление животных.
При разработке системы удобрения надо учитывать загрязняющее действие удобрений на окружающую среду и стремиться свести его к минимуму. Так, при помощи известкования удается в несколько раз уменьшить содержание свинца и кадмия в растениях, внесение торфа и других органических удобрений значительно снижает поступление тяжелых металлов в растения. Прочно связываются органическим веществом свинец и медь.
Внесение повышенных доз калийных удобрений на дерново-подзолистой почве резко снижает поступление в растения хрома и никеля.
Особое внимание необходимо уделять сбалансированному питанию растений. Правильный выбор доз удобрений, сроков и способов их внесения, соотношения элементов питания в системе удобрения не только обеспечит высокий урожай, но и исключит риск загрязнения почвы и продукции токсичными соединениями и будет поддерживать плодородие почвы на должном уровне.
Не последнее место в системе мероприятий по регулированию питательного режима занимают приёмы химической мелиорации почв (известкование кислых почв и гипсование солонцов). Благодаря химическим мелиорациям, физико-химические свойства почвы существенно улучшаются, что в свою очередь, повышает доступность растениям запасов питательных веществ и биологическую активность почвы.
На почвах с большими валовыми элементов питания (пойменные почвы, чернозёмы) питательный режим может быть значительно улучшен рациональной механической обработкой. Правильная обработка почвы усиливает интенсивность микробиологических и биохимических процессов в почве, за счёт чего возрастает запас доступных растениям питательных веществ.
В эрозионных ландшафтах требуется весьма гибкая система удобрений, учитывающая разнообразие элементов рельефа и их морфологических характеристик, степень смытости и выдувания почвы, сток и скорость ветра, литологические условия с тем, чтобы не допускать потери питательных веществ сверх экологически допустимых норм.
Наряду с ландшафтным подходом к применению удобрений надо учитывать системный эффект их взаимодействия с элементами систем земледелия – севооборотом, обработкой почвы, сроками и способами посевами, нормами высева семян и т.д. При таком подходе к экологизации земледелия оптимизация применения удобрений позволит существенно повысить продуктивность земледелия и предотвратить негативное воздействие удобрений на природную среду.
Вопросы для самоконтроля:
1. Значение удобрений в повышении плодородия почв и оптимизации питательного режима.
2. Роль макроэлементов в минеральном питании растений.
3. Органические удобрения и их роль в повышении плодородия почвы.
4. Основные минеральные удобрения, используемые в современном сельхозпроизводстве.
5. Комплексные удобрения, их преимущества и недостатки.
6. Способы внесения удобрений
7. Отрицательное влияние минеральных удобрений на экологическое состояние почвы.
Источник
Экологические проблемы применения органических удобрений
Автор: Пользователь скрыл имя, 17 Июня 2013 в 13:44, курсовая работа
Краткое описание
Органические удобрения содержат азот, фосфор, калий, кальций и другие элементы питания растений, а также органическое вещество, которое положительно влияет на свойства почвы.
Органические удобрения состоят из веществ животного и растительного происхождения, которые, разлагаясь, образуют минеральные вещества, при этом в приземный слой выделяется диоксид углерода, необходимый для фотосинтеза растений. Кроме того, органические удобрения благотворно влияют на водное и воздушное питание растений, способствуют развитию почвенных бактерий и микроорганизмов, которые живут в симбиозе с корнями овощных культур и помогают им получить доступные питательные элементы.
Оглавление
Введение:
— определение органических удобрений.
— состав органических удобрений.
Экологические проблемы агрохимии
Ограничения по азоту
Ограничения по фосфору
Ограничения по калию
Эрозия почв
Ограничения по токсичным примесям
Экологические аспекты применения агрохимических средств
Вывод
Литература
Задачи
Файлы: 1 файл
Агрохимия готовая.doc
Санкт-Петербургский Государственный Аграрный Университет
Экологические проблемы применения органических удобрений
— определение органических удобрений.
— состав органических удобрений.
Экологические проблемы агрохимии
Ограничения по азоту
Ограничения по фосфору
Ограничения по калию
Ограничения по токсичным примесям
Экологические аспекты применения агрохимических средств
Органические удобрения — удобрения, содержащие элементы питания растений преимущественно в форме органических соединений.
Состав органических удобрений
Органические удобрения содержат азот, фосфор, калий, кальций и другие элементы питания растений, а также органическое вещество, которое положительно влияет на свойства почвы.
Органические удобрения состоят из веществ животного и растительного происхождения, которые, разлагаясь, образуют минеральные вещества, при этом в приземный слой выделяется диоксид углерода, необходимый для фотосинтеза растений. Кроме того, органические удобрения благотворно влияют на водное и воздушное питание растений, способствуют развитию почвенных бактерий и микроорганизмов, которые живут в симбиозе с корнями овощных культур и помогают им получить доступные питательные элементы.
К органическим удобрениям относят: навоз, торф, компост (перегной), птичий помёт, солому, зелёное удобрение, ил (сапропель), промышленные и хозяйственные отходы и другое. Стимулирующий эффект органических удобрений значительно повышается при изготовлении из него мелкодисперсного порошка (до размеров наночастиц).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АГРОХИМИИ
Мировая и отечественная практика интенсивного земледелия убедительно показывает, что удобрения — это материальная основа количества и качества получаемой растениеводческой продукции, источник биогенных элементов для растений.
Биогенные элементы – это химические элементы, входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции.
Научно обоснованная система применения агрохимических средств позволяет решать задачи:
— расширенного воспроизводства плодородия почв;
— бездефицитного или положительного баланса биогенных элементов и гумуса в системе «почва – растение – удобрение»;
— получения растениеводческой продукции, сбалансированной по химическому составу и питательной ценности;
— повышения рентабельности аграрного производства;
— улучшения экологической ситуации в аграрной сфере.
В то же время, применение удобрений и других средств химизации – это весьма активное влияние на природную среду. Наличие различных токсических примесей в минеральных удобрениях, неудовлетворительное их качество, а также возможное нарушение технологии их использования могут привести к серьезным негативным последствиям. Раньше в индустриально развитых странах, а также в ряде регионов нашей страны применялись высокие дозы минеральных удобрений, и их негативное влияние на природную среду приобретало опасный характер.
В настоящее время использование удобрений в России резко уменьшилось и об опасности судить трудно – все вывозится за границу. В России остается только экологический вред, связанный с добычей и транспортировкой нефти.
По самому роду своей деятельности каждый аграрий является самым первым блюстителем порядка в природе, ее хранителем, а рациональное хозяйствование на земле – важнейшее условие ее процветания.
Ограничения по азоту
В условиях высокой азотной нагрузки на агроэкосистему возможно избыточное нитратонакопление в растительной продукции и загрязнение нитратами природных вод, поэтому одним из основных лимитирующих факторов применения органических удобрений является концентрация в них азотсодержащих соединений.
В соответствии с существующими рекомендациями, разовая доза азота при внесении его с органическими удобрениями не должна превышать 200 кг/га . Таким образом, максимальные нормы внесения будут ограничиваться содержанием азота в удобрении и площадью сельскохозяйственных угодий, предназначенных для утилизации органических отходов.
Азотные удобрения решают проблему белка, а следовательно, и уровень продуктивности земледелия и животноводства. При нарушении же технологии их применения они могут оказать существенное негативное воздействие на биосферу – почву, воду, атмосферу, растения, а через них – на животных и человека.
Потери азота из удобрений бывают довольно значительными. Он усваивается в полевых условиях примерно на 40%, в отдельных случаях – на 50-70, иммобилизуется в почве на 20-30%. Большая его доля включается в состав гумусовых веществ, устойчивых к гидролизу. Потери азота за счет улетучивания различных газообразных соединений составляют в среднем 15-25% от внесенного, а потери от вымывания зависят от свойств почвы, климата, водного режима, формы и дозы удобрения, вида культуры и т.д. Например, в Земледелии Европы 2/3 потерь азота приходится на зимний период и 1/3 – на летний.
В Нечерноземной зоне в среднем вымывается 10-15 кг/га нитратного азота, на супесчаных почвах – 20-25 кг/га,. а на суглинистых – до 10 кг/га. В годы с нормальным увлажнением эти показатели снижаются примерно вдвое. В целом же, способность почвы удерживать питательные элементы определяется ее разновидностью (песок корнеплоды>зерновые> кормовые травы.
Значительный ущерб окружающей среды наносит бессистемное использование бесподстилочного навоза, навозных стоков и других отходов животноводства в нарушение научно обоснованных рекомендаций.
Наиболее существенными нарушениями технологии использования органических удобрений являются:
1) недостаточное использование подстилочных материалов и несовершенство систем навозоудаления, что в 1,5-2 раза уменьшает выход высококачественных органических удобрений, приводит к ежегодным потерям миллионов тонн жидких органических фракций;
2) неравномерное внесение навоза и компостов из-за недостаточного количества навозоразбрасывателей и применения бульдозеров и других примитивных средств, значительно снижающих эффективность органических удобрений;
3) нарушение соотношения численности животных и удобряемой площади, что ведет к избыточному удобрению полей, загрязнению окружающей среды;
4) недостаток при животноводческих комплексах ирригационно подготовленных площадей для использования животноводческих стоков (при гидросмыве) и жидкой фракции бесподстилочного навоза на орошение, а также слабое развитие трубопроводного транспорта и полевых навозохранилищ, что значительно повышает эксплуатационные затраты по сравнению с использованием мобильных средств, возрастают и потери навоза;
5) недооценка использования бесподстилочного навоза в сочетании с измельченной и рассеянной по полю во время уборки зерновых соломой и сидерацией полей.
Обобщение отечественного и зарубежного опыта использования органических удобрений позволяет заключить, что для преодотвращения потерь биогенных элементов, особенно азота, необходимо руководствоваться следующими общими положениями:
1) на 1 га севооборотной (полевой) должно вноситься ежегодно не более 200 кг азота;
2) в хозяйствах, имеющих животноводческие комплексы, в севооборотах необходимо вводить промежуточные культуры на корм скоту или в качестве зеленого удобрения (уплотненный посев сельскохозяйственных культур в севообороте практически предотвращает потери нитратов за счет вымывания, вследствие интенсивного их использования растениями);
3) осенью бесподстилочный навоз можно комбинировать с запахиваемой соломой или зеленым удобрением (в этом случае азот биологически иммобилизуется (синтезируется в органические формы) осенью и в весенне-летний период, что значительно сокращает потери).
Ограничения по фосфору
Фосфор как биогенный элемент меньше теряется в окружающую среду вследствие малой его подвижности в почве и не представляет такой экологической опасности, как азот. Потери фосфатов чаще всего происходят в результате эрозии почвы. В результате поверхностного смыва почвы с каждого гектара уносится до 10 кг фосфора. Потери же водорастворимых фосфатов с поверхностным стоком небольшие. При вымывании из почвы потери фосфора составляют не более 1 кг/га. Высокая способность глинистых и суглинистых почв связывать фосфаты в водонерастворимые комплексы удерживает его от миграции по профилю почвы, тем более до грунтовых вод. Ограничения, распространяющиеся на внесение органических отходов по фосфору, определяются исходя из содержания данного элемента в удобрениях, в почве и кроме этого учитывается баланс фосфора при выращивании на рассматриваемой площади конкретной культуры с определенной запланированной урожайностью.
Ограничения по калию
Потери калия более значительны, чем фосфора. В Нечерноземной зоне вымывание калия составляет 5-10 кг/га пашни и более в зависимости от вида культуры, гранулометрического состава почвы, количества атмосферных осадков и т.д.
Повышение коэффициента использования калия и уменьшен ие потерь достигается за счет комплекса современных мер (оптимальное сочетание со всеми питательными элементами, уплотненные посевы промежуточных культур, дифференцированные почвозащитные системы обработки почвы, химическая мелиорация почв, орошение и осушение и др.)
Интенсивное применение минеральных удобрений усиливает миграцию и потери кальция, магния, серы и других биогенных элементов. В таблице №1 приведены обобщенные данные по количеству вымываемых питательных элементов в Нечерноземной зоне России в зависимости от гранулометрического состава почвы.
Среднее вымывание элементов удобрений в Нечерноземной зоне России атмосферными осадками при внесении в почву N60P60K60, кг/га пашни
Источник