Экологические последствия применения азотных удобрений

Экологические аспекты применения азотных удобрений.

Систематическое применение кислых удобрений повышает кислотность почв снижая тем самым уровень плодородия. Загрязнение окружающей среды происходит если азот удобрений теряется из системы «почва-растение». Неправильное хранение, нарушение правил транспортировки, использования неоправданного высоких доз, внесение осенью – приводит к вымыванию нитратного азота в грунтовые воды и дальнейшему перемещению в водоемы. При неграмотном применении эрозионноопасных участков происходит смыв азота в водные источники. Повышенная концентрация азота в воде вызывает эвтрофикацию водоемов (цветение). Усиленное развитие фитопланктона, водорослей, прибрежных зарослей, нарушение экологического баланса приводит к снижению концентрации кислорода в воде, развитию анаэробных процессов, накоплению Н2S и NH3 в результате наблюдается гибель рыбы, вода становится не пригодной для питья. Эвтрофированные водоемы утрачивают хозяйственное и биогеоценотическое значение. Нарушение технологии внесения мочевины и жидких азотных удобрений. Вызывает загрязнение атмосферного воздуха аммиаком. Особую опасность представляет повышенная концентрация в воздухе оксидов азота образующихся при денитрификации т.к. N2O обладает способностью разрушать озоновый слой. В тоже время газообразные потери азота в результате денитрификации всегда имеют место. Поэтому при использовании азотных удобрений необходимо добиваться максимального снижения интенсивности денитрификации путем выбора оптимальных доз, сроков и способов, а также использования соответствующих агротехнических приемов. Таким образом неблагоприятное влияние азотных удобрений на окружающую среду в большинстве случаев связано с нарушением технологии хранения транспортировки и внесения. В ближайшем будущем человечество не сможет отказаться от азотных удобрений, поэтому необходимо стремиться к улучшению свойств азотных удобрений. Совершенствовать технологию их внесения, а также разрабатывать менее опасные с экологической точки зрения формы.

Роль фосфора в жизни растений. Содержание и формы фосфора в почвах. Превращение фосфора в почвах. Содержание подвижного фосфора как показатель, характеризующий обеспеченность почв фосфором.

Дата добавления: 2015-08-04 ; просмотров: 2504 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Экологические последствия применения удобрений

Удобрения, особенно при неправильном применении, могут служить фактором экологической напряженности не только там, где они применяются, негативное их действие может проявляться более широко. За счет вымывания из почвы потери удобрений могут достигать 40% и более. Негативное действие минеральных удобрений на объекты окружающей природной среды, а также опосредованное отрицательное их действие на человека и животных представлено схематично на рисунке 1.

Остатки удобрений попадают в грунтовые воды, загрязняя их нитратами. Открытые водоемы после попадания биогенов из удобрений подвергаются эвтрофикации, что ведет к бурному развитию в водоемах растительности. В наибольшей степени этому способствует присутствие азота и фосфора. При соотношении данных биогенов 2:1 начинается развитие сине-зеленых водорослей. Неблагоприятное воздействие сине-зеленых водорослей на водные экосистемы, связанное с «цветением» водоемов, было рассмотрено в разделе 4, посвященном охране и рациональному использованию водных ресурсов.

Попадая в растения, при определенных условиях (высокий агрохимический фон, затененность плантаций, пасмурная погода) остатки азотных удобрений — нитраты — могут накапливаться в растениеводческой продукции. Накопление нитратов в продукции при несоблюдении норм внесения азотных удобрений бывает значительным, что может привести к отравлению людей и сельскохозяйственных животных (известны случаи отравления людей арбузами, дынями, животных — кормовой свеклой).

Удобрения содержат в качестве примесей тяжелые металлы (Cu, Pb, As, Cd и др.), радиоактивные элементы (U, Ra, Th, 90 Sr, 40 K), которые в процессе транслокации из почвы поступают в растения, и также загрязняют растениеводческую продукцию, снижая ее качество.

О загрязненности фосфоpных и калийных удобpений тяжелыми металлами свидетельствуют следующие данные: суперфосфат на каждый

килограмм может содержать до 2,2 мг мышьяка, 4,5 мг селена, 0,9 мг кобальта, более 17 мг цинка, апатит до 90 мг свинца, нитроаммофоска 20 мг кадмия [Минеев, 1990], калийные соли (КС1, K₂SO₄) — свинец, кадмий, хром, ртуть в количествах соответственно 12, 1, 0,25 и 0,075 мг. Загpязненность 90 Sr некотоpых фосфоритных pуд — сырья для производства фосфорных удобрений, составляет 30-40 кг на 1 т P₂O₅ (Кузина и дp., 1982).

Минеральные удобрения могут не только повышать, но при определенных условиях и снижать почвенное плодородие. Это наблюдается, когда в почву не вносят или вносят в недостаточном количестве органические удобрения. Внесение удобрений повышает активность почвенной микрофлоры, ускоряющей естественный процесс разложения (минерализации) гумуса в 2-3 раза (в норме 1,5 % в год), и без пополнения почвы органикой почвенное плодородие будет снижаться, т.е. при внесении только одних минеральных удобрений экологическое равновесие в почвах нарушается, и добиться бездефицитного баланса гумуса в почвах можно путем внесения, наряду с минеральными, органических удобрений.

Внесение жидкого аммиака или аммиачной воды сопровождается загрязнением атмосферного воздуха аммиаком. Аммиак — хорошая азотная подкормка для растений, но он токсичен для животных и человека. Во время подкормки растений происходит загрязнение воздуха этим веществом на значительных территориях.

Азотные удобрения в почве могут разлагаться некоторыми почвенными микроорганизмами до оксидов и молекулярного азота. Это процесс денитрификации, сопровождающийся образованием N0, N0₂, N₂0, NO₃, N₂0₅, N₂, которые поступают в_еатмосферный воздух. Оксиды N0, N₂0 являются токсичными газами, а N0₂ наряду с диоксидом углерода С0₂ выступает как парниковый газ.

Удобрения могут представлять опасность для диких животных: склевывание гранул удобрений птицами, так же как и слизывание слежавшихся калийных удобрений зверями (лосями, кабанами, косулями),

вызывает отравление животных. Внесение чрезмерно высоких доз минеральных удобрений ведет к сокращению в почве дождевых червей — важных объектов почвенного биоценоза.

Пути преодоления экологического пресса минеральных удобрений на объекты окружающей природной среды могут быть следующие:

— необходимо соблюдать нормы внесения и сбалансированность между элементами питания в удобрениях;

— вносить минеральные удобрения следует дробно, до 40 % азотных удобрений вносить в виде подкормок. Это позволяет растениям более рационально использовать удобрения, уменьшает вероятность потерь от смыва дождями;

— правильно заделывать удобрения в почву на глубину 8-12 см (корнеобитаемый почвенный горизонт). Заделка на такую глубину исключает доступность удобрений для птиц;

— применять более совершенную рядковую технологию внесения удобрений;

— применять минеральные удобрения необходимо в комплексе с органическими: вносить на 1 га угодий не менее 10 т перепревшего навоза, что создаст бездефицитный баланс гумуса в почве. Положительный баланс гумуса может быть обеспечен внесением не менее 20-30 т навоза;

— исключить загрязненность почв тяжелыми металлами и радионуклидами можно путем применения более чистых и качественных удобрений;

— вводить в севообороты бобовые культуры, которые накапливают в почве азот в органической экологически безопасной форме.

Рекомендуемая литература

1. Агpоэкология/Под pед. д.с.-х.н. В.А. Чеpникова и к.геогp.н. А.И.Чекеpеса.- М.: Колос, 2000.- 536 с.

2. Бадина Г.В., Королев А.В., Королева Р.О. Основы агрохимии. — Л.: Агропромиздат, 1988. — 448 с..

3. Кольцов А.С. Сельскохозяйственная экология: Учебно — спpавочное пособие.- Ижевск: Изд-во Удмуpского ун-та, 1995.-275 с.

4. Кудеяpов В.Н. Экологические пpобемы пpименения минеpальных удобpений.- М, 1984. — 212 с.

5. Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеpальные удобpения. — М.: Агpопpомиздат, 1990. — 154 c.

6. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. — М.: Росагропромиздат, 1990. — 206 с.

7. Хайниш Э. Агpохимикаты в окpужающей сpеде.- М.: БИ, 1979. — 373 с.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Масштабы применения удобрений и их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

2. Назвать причины снижения масштабов применения минеральных удобрений.

3. Отрицательные последствия применения минеральных удобрений для объектов окружающей природной среды (атмосферного воздуха, водных объектов, почв).

4. В чем проявляется влияние минеральных удобрений на животных в агроценозах.

5. Пути снижения экологического пресса минеральных удобрений на объекты окружающей среды.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Источник

Минеральные удобрения – угроза жизни человека и всей природы

Минеральные удобрения – один из источников дополнительного питания растений, но с точки зрения повышения плодородия почвы они бесполезны, так как не содержат органической части. Поэтому вместе с минеральными удобрениями обычно вносят торф (органическая добавка) в объёме 500 м3 на 1 га (350 т). Норма внесения минеральных удобрений на 1 га составляет в среднем 600 кг. При этом для раскисления почвы вносят гашёную известь. Дозы извести ( на 1 га) на основании определения pH солевой вытяжки с учётом механического состава почвы колеблются в пределах от 1 т – на супесях и лёгких суглинках до 8 т – на тяжёлых суглинках.

Важно учесть, что эффект положительного действия на растения минеральных удобрений и извести на почву с каждым годом будет уменьшаться, а злоупотребление ими и полное отсутствие внимания к органической части почвы приводит к экологической катастрофе, снижению урожайности, ухудшению экологической чистоты сельскохозяйственной продукции. Чтобы избежать таких последствий, необходимо нормированное внесение минеральных удобрений. Причём, следует помнить, что растением усваивается 17-22 % от объёма вносимых минеральных удобрений, остальная часть (78-83 %) остается в почве и приводит к разрушению гуминовых кислот, уничтожению полезной микрофлоры, что в итоге приводит к полному уничтожению плодородного слоя почвы в том числе к её закислению. Кислая почва – это благоприятная среда для обитания проволочника и таких сорняков, как хвощ, щавель конский, подорожник вьюн, пырей осот и т.д.Кислая почва это благодатная среда для обитания болезнетворной микрофлоры.

Опасен и перекорм растений минеральными удобрениями. В результате переизбытка азота у растений возникает сильный рост листовой массы, слабое завязывание плодов и затягивание сроков их созревания, снижение устойчивости к заболеваниям.Переизбыток азота может привести к следующим последствиям:

· у капусты, при обильном поливе, долго не формируется кочан, уменьшается его плотность, а плотные кочаны быстро лопаются;· у свёклы и картофеля образуются внутри пустоты;· лук долго не созревает, образуя толстую шейку, что снижает его качество и лежкость;· у томатов усиленно растут пасынки, листья, наблюдается слабое, рыхлое цветение и затягивание созревания плодов, плоды получаются водянистые;· у огурцов- избыточное накопление нитратов в плодах.

При некорневой подкормке растений, химические препараты остаются на листьях и побегах растений, что при контакте с человеком может вызвать раздражение кожи, химические ожоги, язвы и т.д. Животные получают в данном случае пищевое отравление, так как слизывают с шерсти остатки препарата, попавшего с растения.

При применении минеральных удобрений и химических средств защиты приводит к уничтожению антоцианов – это пигментные вещества из группы гликозидов (это природные углеводосодержащие вещества органического характера, растительного происхождения). Растительные гликозины в организме человека обладают противоотечным, желчегонным,спазмолитическим, седативным, стимулирующим, бактерицидными свойствами.

Попадая в организм вместе с пищей, окрашенные флавоноиды (витамины):

· уменьшают проницаемость сосудистых стенок;· повышают эластичность капилляров, соединительнотканных структур, сердечной мышцы;· предотвращают развитие злокачественных новообразований и повреждение элементов ДНК;· замедляют процесс старения;· предупреждают внутренние кровоизлияния;· купируют рост колоний патогенов, провоцирующих возникновение респираторных заболеваний;· снижают АД.

Особая ценность антоцианов связана с их способностью улучшать зрение.

Соединения входят в перечень мощнейших антиоксидантов (это природный механизм обеспечения клеток организма адекватной защитой от частиц активного кислорода).Эффективность связывания свободных радикалов кислорода растительными гликозидами на порядок выше, чем у витаминов E и C.

Применение минеральных удобрений и химических средств защиты приводит к уничтожению Сальвестрола. Сальвестрол – это природные соединения (фитонутриенты), которые образуются в растениях( одно из главных веществ в формировании иммунной системы у человека и животных), для защиты от стрессовых факторов, таких как: вирусы; бактерии; ультрафиолетовый свет; насекомые. Они имеют важное значение для здоровья человека, оказывают значительное влияние на борьбу с многими болезнями.

Источник

Реферат: Скрытое отрицательное действие удобрений

Кубанский государственный университет

по дисциплине «Экология почв»

«Скрытое отрицательное действие удобрений».

студентка 5-ого курса

Проверила Букарева О. В.

1. Влияние минеральных удобрений на почвы…………………………………. 4

2. Влияние минеральных удобрений на атмосферный воздух и воду…………..5

3. Влияние минеральных удобрений на качество продукции и здоровье людей………………………………………………………………………………………6

4. Геоэкологические последствия применения удобрений……………………. 8

5. Воздействие удобрений на окружающую среду……………………………..10

Список использованной литературы…………………………………………………. 18

Загрязнение почв чужеродными химическими веществами наносит им большой ущерб. Существенным фактором загрязнения среды является химизация сельского хозяйства. Даже минеральные удобрения при неправильном их применении способны наносить экологический ущерб при сомнительном экономическом эффекте.

Многочисленные исследования ученых–агрохимиков показали, что разные виды и формы минеральных удобрений неодинаково влияют на свойства почв. Внесенные в почву удобрения вступают в сложные взаимодействия с нею. Здесь происходят всевозможные превращения, которые зависят от целого ряда факторов: свойств удобрений и почвы, погодных условий, агротехники. От того, как происходит превращение отдельных видов минеральных удобрений (фосфорных, калийных, азотных), зависит влияние их на почвенное плодородие.

Минеральные удобрения – неизбежное следствие интенсивного земледелия. Имеются расчеты, что для достижения желаемого эффекта от применения минеральных удобрений мировое потребление их должно составить около 90 кг/год на человека. Суммарное производство удобрений в этом случае достигает 450-500 млн. т/год, в настоящее же время их мировое производство равно 200-220 млн. т/год или 35-40 кг/год на человека.

Применение удобрений можно рассматривать как одно из проявлений закона увеличения вложения энергии в единицу производимой сельскохозяйственной продукции. Это значит, что для получения одной и той же прибавки урожая требуется все большее количество минеральных удобрений. Так, на начальных этапах применения удобрений прибавку 1 т зерна с 1 га обеспечивает внесение 180-200 кг азотных туков. Следующая дополнительная тонна зерна связана с дозой удобрений в 2-3 раза большей.

Экологические последствия применения минеральных удобрений целесообразно рассматривать, по крайней мере, с трех точек зрения:

— Местное влияние удобрений на экосистемы и почвы, в которые они вносятся.

— Запредельное влияние на другие экосистемы и их звенья, прежде всего на водную среду и атмосферу.

— Влияние на качество продукции, получаемой с удобренных почв, и здоровье людей.

1. Влияние минеральных удобрений на почвы

В почве как системе происходят такие изменения, которые ведут к потере плодородия:

— изменяется видовой состав почвенных организмов;

— нарушается круговорот веществ;

— разрушается структура, ухудшающая другие свойства.

Имеются данные (Минеев, 1964), что следствием увеличения кислотности почв при применении удобрений (прежде всего кислых азотных) является повышенное вымывание из них кальция и магния. Для нейтрализации данного явления приходится вносить в почву эти элементы.

Фосфорные удобрения не обладают столь выраженным подкисляющим эффектом, как азотные, но они могут вызывать цинковое голодание растений и накопление стронция в получаемой продукции.

Многие удобрения содержат посторонние примеси. В частности, их внесение может повышать радиоактивный фон, вести к прогрессивному накоплению тяжелых металлов. Основной способ уменьшить эти следствия – умеренное и научно обоснованное применение удобрений:

— минимальное количество вредных примесей;

— чередование с органическими удобрениями.

Следует также помнить выражение, что «минеральные удобрения являются средством маскировки реальностей». Так, имеются данные, что с продуктами эрозии почв выносится больше минеральных веществ, чем их вносится с удобрениями.

2. Влияние минеральных удобрений на атмосферный воздух и воду

Влияние минеральных удобрений на атмосферный воздух и воду связано в основном с их азотными формами. Азот минеральных удобрений поступает в воздух либо в свободном виде (в результате денитрификации), либо в виде летучих соединений (например, в форме закиси N₂ O).

По современным представлениям, газообразные потери азота из азотных удобрений составляют от 10 до 50% от его внесения. Действенным средством снижения газообразных потерь азота является научно обоснованное их применение:

— внесение в корнеобразующую зону для быстрейшего поглощения растениями;

— использование веществ-ингибиторов газообразных потерь (нитропирин).

Наиболее ощутимое влияние на водные источники, кроме азотных, оказывают фосфорные удобрения. Вынос удобрений в водные источники сводится к минимуму при их правильном внесении. В частности, недопустимо разбрасывание удобрений по снеговому покрову, рассеивание их с летательных аппаратов вблизи водоемов, хранение под открытым небом.

3. Влияние минеральных удобрений на качество продукции и здоровье людей

Минеральные удобрения способны оказывать отрицательное воздействие как на растения, так и на качество растительной продукции, а также на организмы, ее потребляющие. Основные из таких воздействий представлены в таблицах 1, 2.

При высоких дозах азотных удобрений увеличивается риск заболеваний растений. Имеет место чрезмерное накопление зеленой массы, и резко возрастает вероятность полегания растений.

Многие удобрения, особенно хлорсодержащие (хлористый аммоний, хлористый калий), отрицательно действуют на животных и человека в основном через воду, куда поступает высвобождающийся хлор.

Отрицательное действие фосфорных удобрений связано в основном с содержащимися в них фтором, тяжелыми металлами и радиоактивными элементами. Фтор при его концентрации в воде более 2 мг/л может способствовать разрушению эмали зубов.

Таблица 1 – Воздействие минеральных удобрений на растения и качество растительной продукции

Влияние минеральных удобрений

Повышают содержа-ние белка в зерне; улучшают хлебопекар-ные качества зерна.

При высоких дозах или несвоевременных способах внесения – накопление в виде нит-ратов, буйный рост в ущерб устойчивости, повышенная заболеваемость, особенно гриб-ными болезнями. Хлористый аммоний спо-собствует накоплению Cl. Основные накопи-тели нитратов – овощи, кукуруза, овес, табак.

Снижают отрицатель-ные воздействия азота; улучшают качество продукции; способст-вуют повышению ус-тойчивости растений к болезням.

При высоких дозах возможны токсикозы растений. Действуют в основном через содер-жащиеся в них тяжелые металлы (кадмий, мышьяк, селен), радиоактивные элементы и фтор. Основные накопители – петрушка, лук, щавель.

Действуют в основном через накопление хлора при внесении хлористого калия. При избытке калия – токсикозы. Основные нако-пители калия – картофель, виноград, гречиха, овощи закрытого грунта.

Таблица 2 – Воздействие минеральных удобрений на животных и человека

Нитраты (ПДК для воды 10 мг/л, для пищевых продуктов – 500 мг/день на человека) восстанавливаются в организме до нитритов, вызывающих нарушение обмена веществ, отравления, ухудшение иммунологического статуса, метгемоглобинию (кислородное голодание тканей). При взаимодействии с аминами (в желудке) образуют нитрозамины – опаснейшие канцерогены.

У детей могут вызывать тахикардию, цианоз, потерю ресниц, разрыв альвеол.

В животноводстве: авитаминозы, уменьшение продук-тивности, накопления мочевины в молоке, повышение забо-леваемости, снижение плодовитости.

Действуют в основном через фтор. Избыток его в питьевой воде (более 2 мг/л) вызывает повреждение эмали зубов у человека, потерю эластичности кровеносных сосудов. При содержании более 8 мг/л – остеохондрозные явления.

Потребление воды с содержанием хлора более 50 мг/л вызывает отравления (токсикозы) человека и животных.

4. Геоэкологические последствия применения удобрений

Для своего развития растения нуждаются в определенном количестве биогенных веществ (соединений азота, фосфора, калия), обычно поглощаемых из почвы. В естественных экосистемах биогены, ассимилированные растительностью, возвращаются в почву в результате процессов деструкции в круговороте вещества (разложения плодов, растительного опада, отмерших побегов, корней). Некоторое количество соединений азота фиксируется бактериями из атмосферы. Часть биогенов привносится с осадками. На отрицательной стороне баланса находятся инфильтрация и поверхностный сток растворимых соединений биогенов, их вынос с почвенными частицами в процессе эрозии почвы, а также преобразование соединений азота в газообразную фазу с уходом ее в атмосферу.

В природных экосистемах скорость накопления или расходования питательных веществ обычно невелика. Например, для девственной степи на черноземах Русской равнины соотношение между потоком соединений азота через границы избранного участка степи и его запасами в верхнем метровом слое составляет около 0,0001% или 0,01%.

Сельское хозяйство нарушает естественный, практически замкнутый баланс биогенов. Ежегодный урожай уносит часть биогенов, содержащихся в произведенном продукте. В агроэкосистемах скорость выноса питательных веществ на 1-3 порядка больше, чем в природных системах, причем, чем выше урожай, тем относительно больше интенсивность выноса. Следовательно, даже если первоначальный запас питательных веществ в почве и был значительным, в агроэкосистеме он может израсходоваться сравнительно быстро.

Всего в мире с урожаем зерна выносится, например, около 40 млн. т. азота в год, или примерно 63 кг на 1 га площади зерновых. Отсюда следует необходимость применения удобрений для поддержания плодородия почвы и повышения урожаев, так как при интенсивном земледелии без удобрений плодородие почвы снижается уже на второй год. Обычно применяются азотные, фосфорные и калийные удобрения в различных формах и сочетаниях, в зависимости от местных условий. В то же время, применение удобрений маскирует деградацию почв, заменяя естественное плодородие на плодородие, базирующееся в основном на химических веществах.

Производство и потребление удобрений в мире неуклонно росло, увеличившись за 1950-1990 гг. приблизительно в 10 раз. Среднее мировое использование удобрений в 1993 г. составляло 83 кг на 1 га пашни. За этой средней величиной скрыта большая разница в потреблении различных стран. В Нидерландах применяется больше всего удобрений, и там уровень применения удобрений в последние годы даже сократился: от 820 кг/га до 560 кг/га. С другой стороны, среднее потребление удобрений в Африке в 1993 г. составляло лишь 21 кг/га, причем в 24 странах применяли 5 кг/га и менее.

Наряду с положительными эффектами, удобрения создают также экологические проблемы, в особенности в странах с высоким уровнем их применения.

Нитраты опасны для здоровья человека, если их концентрация в питьевой воде или продуктах сельского хозяйства выше установленной ПДК. Концентрация нитратов в воде, стекающей с полей, обычно находится между 1 и 10 мг/л, а с нераспаханных земель она на порядок меньше. По мере роста массы и продолжительности применения удобрений, все большее количество нитратов попадает в поверхностные и подземные воды, делая их непригодными для питья. Если уровень применения азотных удобрений не превышает 150 кг/га в год, то в природные воды попадает примерно 10% от объема применяемых удобрений. При более высокой нагрузке эта доля еще выше.

В особенности серьезна проблема загрязнения подземных вод после того, как нитраты попали в водоносный горизонт. Водная эрозия, унося почвенные частицы, переносит также содержащиеся в них и адсорбированные на них соединения фосфора и азота. Если они попадают в водные объекты с замедленным водообменом, улучшаются условия для развития процесса эвтрофикации. Так, в реках США главным загрязнителем воды стали растворенные и взвешенные соединения биогенов.

Зависимость сельского хозяйства от минеральных удобрений привела к серьезным сдвигам в глобальных циклах азота и фосфора. Промышленное производство азотных удобрений привело к нарушению глобального баланса азота вследствие роста объема доступных для растений соединений азота на 70% по сравнению с доиндустриальным периодом. Избыток азота может изменить кислотность почв, а также содержание в них органического вещества, что может привести к дальнейшему выщелачиванию питательных веществ из почвы и ухудшению качества природных вод.

По оценке ученых, смыв фосфора со склонов в процессе почвенной эрозии составляет не менее 50 млн. т. в год. Эта цифра сравнима с годовым объемом промышленного производства фосфорных удобрений. В 1990 г. столько же фосфора было вынесено реками в океан, сколько было внесено на поля, а именно 33 млн. т. Поскольку газообразных соединений фосфора не существует, он перемещается под воздействием силы тяжести, главным образом с водой, преимущественно с континентов в океаны. Это ведет к хроническому дефициту фосфора на суше и к еще одному глобальному геоэкологическому кризису.

5. Воздействие удобрений на окружающую среду

Отрицательное действие удобрений на окружающую среду связано, прежде всего, с несовершенством свойств и химического состава удобрений. Существенными недостатками многих минеральных удобрений являются:

— Наличие остаточной кислоты (свободная кислотность) вследствие технологии их производства.

— Физиологическая кислотность и щелочность, образующаяся в результате преимущественного использования растениями из удобрений катионов или анионов. Длительное применение физиологически кислых или щелочных удобрений изменяет реакцию почвенного раствора, приводит к потерям гумуса, увеличивает подвижность и миграцию многих элементов.

— Высокая растворимость туков. В удобрениях, в отличие от природных фосфатных руд, фтор находится в виде растворимых соединений и легко поступает в растение. Повышенное накопление фтора в растениях нарушает обмен веществ, ферментативную активность (ингибирует действие фосфатазы), отрицательно действует на фото- и биосинтез белка, развитие плодов. Повышенные дозы фтора угнетают развитие животных, приводят к отравлению.

— Наличие тяжелых металлов (кадмия, свинца, никеля). Наиболее загрязнены тяжелыми металлами фосфорные и комплексные удобрения. Это связано с тем, что практически все фосфорные руды содержат большие количества стронция, редкоземельные и радиоактивные элементы. Расширение производства и применение фосфорных и комплексных удобрений ведет к загрязнению окружающей среды соединениями фтора, мышьяка.

При существующих кислотных способах переработки природного фосфатного сырья степень утилизации соединений фтора в производстве суперфосфата не превышает 20-50%, в производстве комплексных удобрений – еще меньше. Содержание фтора в суперфосфате достигает 1-1,5, в аммофосе 3-5 %. В среднем с каждой тонной необходимого растениям фосфора на поля поступает около 160 кг фтора.

Однако важно понимать, что не сами минеральные удобрения как источники биогенных элементов загрязняют окружающую среду, а их сопутствующие компоненты.

Внесенные в почву растворимые фосфорные удобрения в значительной степени поглощаются почвой и становятся малодоступными растениям и не передвигаются по почвенному профилю. Установлено, что первая культура использует из фосфорных удобрений всего 10-30% Р₂ О₅ , а остальное количество остается в почве и претерпевает всевозможные превращения. Например, в кислых почвах фосфор суперфосфата в большей части превращается в фосфаты железа и алюминия, а в черноземных и во всех карбонатных почвах – в нерастворимые фосфаты кальция. Систематическое и длительное применение фосфорных удобрений сопровождается постепенным окультуриванием почв.

Известно, что длительное применение больших доз фосфорных удобрений может привести к так называемому «зафосфачиванию», когда почва обогащается усвояемыми фосфатами и новые порции удобрений не оказывают эффекта. В этом случае избыток фосфора в почве может нарушить соотношение между питательными веществами и иногда снижает доступность растениям цинка и железа. Так, в условиях Краснодарского края на обыкновенных карбонатных черноземах при обыкновенном внесении Р₂ О₅ кукуруза неожиданно резко снижала урожайность. Приходилось изыскивать способы оптимизации элементного питания растений. Зафосфачивание почв является определенным этапом их окультуривания. Это результат неизбежного процесса накопления «остаточного» фосфора, когда удобрения вносятся в количестве, превышающем вынос фосфора с урожаем.

Как правило, этот «остаточный» фосфор удобрении отличается большей подвижностью, доступностью растениям, чем природные фосфаты почвы. При систематическом и длительном внесении этих удобрений необходимо изменять соотношения между питательными элементами с учетом их остаточного действия: дозу фосфора следует уменьшать, а дозу азотных удобрений увеличивать.

Калий удобрений , внесенный в почву, подобно фосфору, не остается в неизменном виде. Часть его находится в почвенном растворе, часть переходит в поглощено-обменное состояние, а часть превращается в необменную, малодоступную для растений форму. Накопление доступных форм калия в почве, а также превращение в недоступное состояние в результате длительного применения калийных удобрений зависит в основном от свойств почвы и погодных условий. Так, в черноземных почвах количество усвояемых форм калия под влиянием удобрения хотя и увеличивается, но в меньшей мере, чем на дерново-подзолистых почвах, так как в черноземах калий удобрений больше превращается в необменную форму. В зоне с большим количеством осадков и при поливном земледелии возможно вымывание калия удобрений за пределы корнеобитаемого слоя почвы.

В районах с недостаточным увлажнением, в условиях жаркого климата, где почвы периодически увлажняются и пересыхают, наблюдаются интенсивные процессы фиксации калия удобрений почвой. Под влиянием фиксации калий удобрений переходит в необменное, малодоступное растениям состояние. Большое значение на степень фиксации калия почвами имеет тип почвенных минералов, наличие минералов, обладающих высокой фиксирующей способностью. Таковыми являются глинные минералы. Большей способностью фиксировать калий удобрений обладают черноземы, чем дерново-подзолистые почвы.

Подщелачивание почвы, вызываемое внесением извести или естественными карбонатами, особенно содой, увеличивает фиксацию. Фиксация калия зависит от дозы удобрения: при повышении дозы вносимых удобрений процент фиксации калия уменьшается. В целях уменьшения фиксации почвами калия удобрений рекомендуется вносить калийные удобрения на достаточную глубину, чтобы исключить пересыхание и чаще вносить их в севообороте, так как почвы, систематически удобрявшиеся калием, при новом его добавлении фиксируют его слабее. Но и фиксированный калий удобрений, находящийся в необменном состоянии, также участвует в питании растений, так как со временем он может переходить в обменно-поглощенное состояние.

Азотные удобрения по взаимодействию с почвой значительно отличаются от фосфорных и калийных. Нитратные формы азота почвой не поглощаются, поэтому они легко могут вымываться атмосферными осадками и поливными водами.

Аммиачные формы азота поглощаются почвой, но после их нитрификации приобретают свойства нитратных удобрений. Частично аммиак может поглощаться почвой необменно. Необменный, фиксированный аммоний, растениям доступен в малой степени. Кроме этого, потеря азота удобрений из почвы возможна в результате улетучивания азота в свободной форме или в виде окислов азота. При внесении азотных удобрений резко изменяется содержание нитратов в почве, так как с удобрениями поступают наиболее легко усвояемые растениями соединения. Динамика нитратов в почве в большей мере характеризует ее плодородие.

Весьма важным свойством азотных удобрений, особенно аммиачных, является их способность мобилизации почвенных запасов, что имеет большое значение в зоне черноземных почв. Под влиянием азотных удобрений органические соединения почвы быстрее подвергаются минерализации, превращаются в легкодоступные для растений формы.

Некоторое количество питательных веществ, особенно азота в виде нитратов, хлоридов и сульфатов, может проникнуть в грунтовые воды и реки. Следствием этого является превышение норм содержания этих веществ в воде колодцев, родников, что может быть вредным для людей и животных, а также ведет к нежелательному изменению гидробиоценозов и наносит ущерб рыбному хозяйству. Миграция питательных веществ из почв в грунтовые воды в разных почвенно-климатических условиях проходит неодинаково. Кроме этого, она зависит от видов, форм, доз и сроков применяемых удобрений.

В почвах Краснодарского края с периодически промывным водным режимом нитраты обнаруживаются до глубины 10 м и более и смыкаются с грунтовыми водами. Это свидетельствует о периодической глубокой миграции нитратов и включении их в биохимический круговорот, начальными звеньями которого являются почва, материнская порода, грунтовые воды. Такая миграция нитратов может наблюдаться во влажные годы, когда для почв характерен промывной водный режим. Именно в эти годы возникает опасность нитратного загрязнения окружающей среды при внесении больших доз азотных удобрений под зиму. В годы с непромывным водным режимом поступление нитратов в грунтовые воды полностью прекращается, хотя остаточные следы соединений азота наблюдаются по всему профилю материнской породы до грунтовой воды. Их сохранности способствует низкая биологическая активность этой части коры выветривания.

В почвах с непромывным водным режимом (южные черноземы, каштановые) загрязнение биосферы нитратами исключается. Они остаются замкнутыми в почвенном профиле и полностью включаются в биологический круговорот.

Вредное потенциальное влияние азота, вносимого с удобрениями, может быть сведено к минимуму путем максимального использования азота сельскохозяйствен-ными культурами. Итак, нужно заботиться, чтобы при повышении доз азотных удобрений увеличивалась эффективность использования их азота растениями; не оставалось большого количества неиспользованных растениями нитратов, которые не удерживаются почвами и могут вымываться осадками из корнеобитаемого слоя.

Растения имеют свойство накапливать в своих организмах нитраты, содержащиеся в почве в избыточных количествах. Урожайность растений растет, но продукция оказывается отравленной. Особенно интенсивно аккумулируют нитраты овощные культуры, арбузы и дыни.

В России приняты ПДК нитратов растительного происхождения (таблица 3). Допустимая суточная доза (ДСД) для человека составляет 5 мг на 1 кг веса.

Таблица 3 – Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах

Источник

➤

Название: Скрытое отрицательное действие удобрений
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: реферат Добавлен 06:42:26 02 июля 2011 Похожие работы
Просмотров: 2505 Комментариев: 11 Оценило: 2 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно Скачать