Агрохимия, агропочвоведение и агроэкология – Экологические аспекты применения удобрений
Агрохимия и почва 17.09.2016 Вебмастер
Экологические аспекты применения удобрений и средств химической мелиорации почв.
Среди основных средств повышения урожайности с.х. культур останутся удобрения, поэтому с каждым годом доля их в круговороте питательных веществ будет увеличиваться. За счет применения промышленных мин.удоб. обеспечивается 50 % прироста урожая, а по некоторым культурам (хлопчатник на орошаемых землях, чай) – около 80 %. Полный отказ от использования минеральных удобрений, который иногда предлагают в качестве одного из возможных путей развития с. хоз-ва, приведет к катастрофическому сокращению производства продовольствия. Поэтому единственно правильное решение данной проблемы — это не отказ от применения, а коренное улучшение технологии использования мин. уд., внесение их в опт. дозах и соотношениях, правильное хранение. При неравномерном их внесении одни растения получают избыточное, а другие – недостаточное количество питательных веществ. Это приводит к неодинаковым темпам развития и созревания растений, снижению урожая и качества продукции.
Наряду с основными элементами питания в мин. уд. часто присутствуют различные примеси в виде солей ТМ, орг. соединений, радиоактивных изотопов. Сырье для получения мин. уд. (фосфориты, апатиты, сырые калийные соли), как правило, содержит значительное количество примесей — от 10-5 до 5 % и более. Из токсичных элементов могут присутствовать мышьяк, кадмий, свинец, фтор, стронций, которые должны рассматриваться как потенциальные источники загрязнения окруж. среды и строго учитываться при внесении в почву мин. уд. К критической группе вещ-в, накопление которых ведет к стрессу окружающей среды, относятся ртуть, свинец, кадмий, мышьяк и др. Высокая концентрация их в почвенном растворе полностью останавливает рост корней и вызывает гибель растений. Выпадение кислотных дождей, обычное в районах загрязнения среды тяжелыми металлами, повышает их подвижность и создает угрозу попадания в грунтовые воды, а также увеличивает вероятность поступления избытка этих металлов в растения.В результате с.х. деятельности многие экосистемы превратились в искусственные агроэкосистемы с существенно измененным химическим составом.
Кол-во подвижных форм хим. элементов в почвах связано с реакцией среды, содержанием в почве орг. вещ-ва, гранулометрическим составом, биологическим круговоротом элементов, раст. покровом и процессами миграции металлов в почвенном профиле.
Так, при известковании кислых почв кадмий, ртуть, свинец, кобальт, никель и другие металлы образуют практически нерастворимые гидроксиды и карбонаты. Ограниченные подвижность и доступность металлов растениям приводят в этих условиях к снижению их содержания в продукции, но одновременно увеличивают степень загрязнения почвы в результате ослабления миграционных потоков.
Разработка технологий получения экологически чистой продукции растениеводства требует детального учета степени воздействия биогенных и абиогенных факторов внешней среды на химический состав с.х. культур. Концентрация тяжелых металлов в продукции в значительной мере определяется видовыми особенностями культур и характером антропогенного загрязнения. Агротехнические приемы, в том числе известкование, существенно ограничивают поступление ТМ в растения в случае загрязнения почвы. При интенсивном и систематическом поступлении металлов с осадками или пылью (вблизи дорог и промышленных зон) с помощью известкования не удается существенно снизить их содержание в надземных органах растений.
Наряду с известкованием большое влияние на урожай и качество с.х. продукции оказывают окультуренность почвы, мин. и орг. уд.
Высокий уровень содержания подвижного фосфора в почве приводит к заметному снижению подвижности в ней свинца, кадмия и других тяжелых металлов в результате образования нерастворимых фосфатов. Аналогичное влияние оказывает также внесение высоких доз фосфорных удобрений. При повышении гумусированности почв различных агроценозов подвижность и миграционная способность ТМ в них значительно снижаются, вследствие чего существенно уменьшается опасность загрязнения ими источников питьевой воды, рек, водоемов, продукции растениеводства. Важным агротехническим приемом, оказывающим непосредственное влияние на урожай и его качество, является система обработки почвы. Получившая в последнее время широкое распространение минимальная поверхностная обработка почвы может быть экономически оправдана в экологически чистых регионах на слабозасоренных высокогумусированных плодородных почвах. В районах повышенного поверхностного загрязнения почвы возникает необходимость оборота пласта с глубокой заделкой верхнего слоя.
Таким образом,
в районах антропогенного загрязнения почв систематическое применение известковых и минеральных удобрений значительно снижает уровень содержания ТМ в с.х. продукции и тем самым существенно повышает ее качество;
в районах систематического интенсивного атмосферного загрязнения (вблизи промышленных зон и автострад) различные способы основной обработки почв, внесение удобрений и средств химической мелиорации не являются достаточно надежными агротехническими приемами получения экологически чистой продукции и могут быть малоэффективными;
при антропогенном загрязнении почвы мин. и орг. уд. существенно снижают концентрацию ТМ в растениях в результате «ростового разбавления» при повышении урожайности сельскохозяйственных культур, в то время как суммарное их количество, отчуждаемое с урожаем, значительно увеличивается;
применение орг. уд. заметно снижает опасность загрязнения ТМ источников питьевой воды, рек, водоемов и с.х. продукции в результате снижения растворимости и миграционной способности ТМ;
в зонах активной антропогенной нагрузки необходима периодическая глубокая вспашка, которая устраняет локализацию ТМ в верхнем корнеобитаемом слое почвы и снижает их накопление в продукции.
В условиях вторичных биогеохимических аномалий, возникающих в зоне загрязнения от автодорог, при планировании выращивания с.х. культур необходимо учитывать расстояние от дороги, преимущественное направление ветров, рельеф. В качестве мероприятия, снижающего поступление ТМ в почву и растения, предлагают посадку лесозащитных полос.
Огромный ущерб окружающей среде наносят использование природных источников энергии (уголь, нефть, газ), при сгорании которых в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ, строительство индустриальных комплексов, мощное развитие транспорта, вследствие чего загрязняются воды и почвы с.х. назначения. Фосфатные руды в зависимости от геологического происхождения и географического положения содержат различное количество ТМ. Особенно большие различия в содержании кадмия. В простом суперфосфате есть примеси меди (17 мг/кг), цинка (95 мг/кг), мышьяка (300 мг/кг).
Источником загрязнения почв являются также пестициды. Например, в результате многолетнего применения медьсодержащих пестицидов в почве под виноградниками резко возросла концентрация меди. Присутствующая в почве в избыточных количествах медь поступает в растения, изменяет окраску их листьев, нарушает рост. Однако на данном этапе развития сельского хозяйства невозможно полностью отказаться от химических средств защиты растений, поскольку это приведет к значительному недобору урожая всех культур. Необходимы комплексное применение химических и биологических средств защиты растений, более тщательный подход к разработке рекомендаций по применению пестицидов, введение строжайшего контроля за содержанием этих соединений и продуктов их распада в с.х. продукции.