Книжки по сільському господарству

Проблеми безпечного застосування агрохімікатів у землеробстві

Примак. Екологічні проблеми землеробства

Світова і вітчизняна практика інтенсивного землеробства впевнено переконує, що добрива — це матеріальна основа кількості і якості рослинницької продукції, джерело біогенних елементів для рослин.
Біогенні елементи — це хімічні елементи, що входять до складу організмів і виконують певні біологічні функції. Науково обґрунтована система застосування агрохімічних засобів дозволяє вирішувати завдання: розширеного відтворення родючості грунтів, бездефіцитного або позитивного балансу біогенних елементів і гумусу в системі «грунт — рослина — добриво», отримання збалансованої за хімічним складом і поживною цінністю рослинницької продукції, підвищення рентабельності сільськогосподарського виробництва, покращення екологічної ситуації в аграрному секторі економіки країни.
Водночас застосування добрив та інших засобів хімізації — це досить активний вплив на природне середовище. Наявність різних токсичних домішок в мінеральних добривах, незадовільна їх якість, а також можливі порушення технології їх використання можуть призвести до серйозних негативних наслідків. Нині в індустріально розвинутих країнах, а також в ряді регіонів нашої країни застосовуються високі дози мінеральних добрив, тому їх негативний вплив на природне середовище набуває все більш небезпечного характеру і глобальних масштабів. У нашій країні особлива увага звертається на необхідність підвищення ефективності заходів з охорони природи, впровадження науково обґрунтованих систем ведення сільського господарства, прогресивних технологій. Для реалізації цього у громадян країни необхідно виховувати почуття високої відповідальності за збереження і примноження природних багатств, бережливе їх використання.
Свідоме і бережливе ставлення до природи кожного громадянина повинно формуватися з дитинства — в сім'ї, школі, середніх і вищих навчальних закладах і безпосередньо на виробництві.
Охорона природи — одне з найважливіших завдань працівників агропромислового комплексу (АПК) країни. Ґрунтознавець, агрохімік, овочівник, плодівник, агролісомеліоратор, а в цілому кожний землероб за родом своєї діяльності є найпершим охоронцем порядку в природі, її головним хранителем, а раціональне господарювання на землі — важлива умова її процвітання.
Основні причини забруднення природного середовища добривами, шляхи їх втрат і непродуктивного використання наступні: недосконалість технології транспортування, зберігання, тукозмішування і внесення добрив.
У недосконалості технології транспортування і внесення добрив необхідно виділити ряд моментів. Так, недолік у транспортуванні добрив полягає у перевалочній системі від заводу до поля і в дефіциті спеціалізованих автотранспортних засобів. Значна частина агрохімічних засобів перевозиться автосамоскидами загального призначення, що призводить до істотних їх втрат.
Збільшення об'єму складських ємностей для зберігання мінеральних добрив, а також удосконалення механізованої технології роботи на складах, тобто завантажувально-розвантажувальних робіт і тукозмішування із заданим співвідношенням поживних елементів в тукосуміші, істотно знижують втрати мінеральних добрив, підвищують їх ефективність, оберігають природне середовище від забруднення.
Істотним джерелом непродуктивного витрачання мінеральних добрив, зниження їх позитивної дії є нерівномірний розподіл по поверхні поля та їх сегрегація (розшарування) під час транспортування і внесення. Наприклад, втрати урожаю ячменю у разі внесення нітрофоски в дозах 60—80 кг/га NPK з нерівномірністю 60—80 % досягають 5 ц/га, картоплі — 15, цукрового буряку — 20 ц/га (Минеев В.Г., 2004). Недобір урожаю від нерівномірності внесення добрив зростає у разі використання висококонцентрованих добрив, підвищення доз, високої чутливості культури на добрива, тому згідно з агрохімічними вимогами до машин для внесення мінеральних добрив в нашій країні, показник нерівномірності розкидного внесення добрив не повинен перевищувати 15%.
В Україні проводиться певна робота з удосконалення техніки внесення добрив, підвищення якості робіт, зниження непродуктивних втрат добрив, хімічних меліорантів та інших агрохімічних засобів, удосконалюються технології роботи з добривами. До таких технологій слід віднести, перш за все, технологію централізованого приготування і внесення тукосумішей, контейнерну технологію, перевантажувальну технологію транспортування і внесення добрив з використанням високопродуктивних автомобільних перевантажувачів вантажомісткістю 8 т, технологію роздрібненого внесення добрив (для інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур) і технологію внутрігрунтового внесення добрив. Для здійснення цих прогресивних технологій промисловість уже частково поставляє сільськогосподарському виробництву необхідні засоби механізації.
Порушення науково обґрунтованої технології застосування добрив також є істотним джерелом їх втрат і забруднення навколишнього середовища.
У процесі впливу агрохімічних засобів на природне середовище першочергове значення має азот. Азотні добрива вирішують проблему білка в сільському господарстві, а отже, і рівень продуктивності землеробства і тваринництва. У разі порушення технології їх застосування вони можуть справити суттєвий негативний вплив на біосферу — ґрунт, воду, атмосферу, рослини, а через них — на тварин і людину. Втрати азоту з добрив бувають досить значними. Він засвоюється за польових умов орієнтовно на 40 %, в окремих випадках — на 50—70, іммобілізується в ґрунті на 20—30 %. Більша його частка включається у склад важкогідролізованих гумусових речовин. Втрати азоту за рахунок звітрювання різних газоподібних сполук складають в середньому 15—25 % від внесеного, а втрати від вимивання залежать від властивостей ґрунту, клімату, погоди, водного режиму, форми і дози добрива, виду культури тощо. Наприклад, в землеробстві Європи 2/3 втрат азоту припадає на зимовий період і 1/3 — на літній.
Факторами, що визначають втрати азоту, є дози, форми, строки і способи внесення азотних добрив, правильне співвідношення азоту з іншими поживними елементами; гранулометричний склад та інші властивості ґрунту, ступінь його еродованості; погодно-кліматичні умови; особливості технологій застосування добрив на зрошуваних і осушених землях; вид культури і спеціалізація сівозміни. Частка азоту добрив в загальних втратах азоту від вимивання становить 10—15 %, решта втрат — азот ґрунту, тому необхідний комплексний підхід до розробки заходів боротьби з втратами азоту.
У Поліссі в середньому вимивається 10—15 кг/га нітратного азоту, на супіщаних ґрунтах — 20—25, а на суглинкових — до 10 кг/га. У роки з нормальним зволоженням ці показники знижуються приблизно вдвічі. В цілому ж здатність ґрунту утримувати поживні елементи визначається його різновидністю (пісок < суглинок < глина), але завжди вона обмежена, тому надлишок елементів живлення, внесених в ґрунт з добривами, є потенційним джерелом їх вимивання. На дерново-підзолистих легких ґрунтах України за внесення протягом 6 років 345 кг азоту втрати його на рихло-піщаному ґрунті становили 161, а на зв'язно-піщаному — 83 кг/га (Мине-ев В.Г., 2004). Аналогічні приклади є в багатьох країнах світу.
Серед спеціалістів іноді існує думка, що нітратному забрудненню сприяють азотні мінеральні добрива, а органічні в будь-яких дозах не шкодять. Водночас органічна речовина проходить процес мінералізації за схемою: білки —> гумінові речовини —► амінокислоти —► аміди —> аміак —> нітрати —> нітрити —► вільний азот. Під час внесення високих доз органічних добрив у ґрунті поступово нагромаджується значна кількість нітратів. Процеси амоніфікації, нітрифікації і денітрифікації тривають протягом вегетаційного періоду. Амонійний азот нітрифікується протягом 3—4-х тижнів. Рослина використовує близько 70 % внесеного азоту в перший рік, приблизно 20 % денітрифікується до вільного азоту, до 10 % і більше амонійного азоту поглинається ґрунтовими мінералами, 2—5 % на зв'язних ґрунтах і до 20 % на легких вимивається у нижчі шари.
На змитих ґрунтах може втрачатися внаслідок ерозії до 30 % внесеного з добривами азоту.
Стратегія побудови системи удобрення повинна полягати в тому, що в перший рік рослина використовує максимальну кількість азоту для формування врожаю. Невикористані його форми легко зазнають денітрифікації, а ті, що залишилися у ґрунті, створюють загрозу нітратного забруднення навколишнього середовища.
Наукою розроблені чіткі рекомендації щодо застосування азотних мінеральних і різних видів органічних добрив, що забезпечують рівновагу в агроландшафтах і одержання екологічно чистої продукції. Справа полягає в дотриманні встановлених оптимальних доз і в рівномірному їх внесенні на поверхню поля. Антропогенне втягування в природний колообіг технічного і біологічного азоту супроводжується активізацією потоків нітратів у біосфері. Внаслідок цього втрачається азот із грунту, знижується продуктивність агроценозів, погіршується еколого-гігієнічний стан зовнішнього середовища. Звичайним джерелом азоту для більшості рослин у природних умовах є нітрати. Проте, перш ніж вступити в реакцію зі сполуками вуглецю з утворенням різних азотовмісних компонентів клітини нітрати повинні відновитися до аміаку. Цей процес називають асиміляційним відновленням нітратів. Він здійснюється вищими рослинами і його можна виразити таким рівнянням:
рівняння
У цьому процесі послідовно беруть участь два металовмісних білки — нітратредуктаза і нітритредуктаза. АТФ для відновлення нітратів або нітритів не потрібна. Нітрати і нітрити є природними компонентами рослин, утилізуються органами людини і тварини у певній кількості. Вважають, що утворений з нітратів шляхом відновлення нітрит-іон здатний прямо негативно діяти на біологічну систему, токсичність його в 10 разів вища від токсичної дії нітратів. Перші ознаки її — це підвищення концентрації мет- і сульфогемоглобіну в крові, зміна біострумів головного мозку, порушення вуглеводного та білкового обміну, зниження фізичної і розумової працездатності. Мет- і сульфогемогло-бін знижують зв'язування кисню червоними кров'яними тільцями. Нітрити, що утворюються в результаті нестачі кисню, виявляють судинорозширювальну, спазмолітичну дію, знижують кров'яний тиск. Найбільшу загрозу для людини становлять нітрозосполуки. Вони мають виражені канцерогенні, мутагенні й ембріотоксичні властивості.
Великої шкоди завдають нітрати тваринництву, якщо в кормах концентрація їх перевищує гранично допустимі межі. Летальна доза нітратів для великої рогатої худоби в добовій нормі корму становить приблизно 250 г.
Отруєння проявляється вже через 1—2 год після згодовування, а через 10 год тварина гине. Середня кількість їх у раціонах не повинна перевищувати 0,5 % на суху речовину корму.
Згодовування кормів, забруднених нітратами, спричинює накопичення їх в молоці та м'ясі та надходження потім в організм людини. Під впливом нітратів і нітритів в організмі людей зменшується кількість кисню на 40—60 %, вони стають кволими і сонливими. У дітей до 10—12-річного віку втрачається моторна форма пам'яті, спостерігаються її провали. У немовлят до тримісячного віку і молодих тварин, в яких не сформована ферментативна система, може різко зростати концентрація метгемоглобіну, що спричиняє захворювання (нестача кисню у крові, тканинах, сильне відставання у рості, велика млявість).
За незначної кількості нітратів у ґрунті азот їх майже повністю перетворюється в органічні сполуки ще в корінні рослин. Якщо ж ґрунт містить надлишок нітратів, то вони надходять у стебла, листки та плоди.
За медичними нормами, добова доза нітратів для дорослої людини не повинна перевищувати 300—325 мг, для дітей — не більше 5 мг на 1 кг маси тіла.
Крім рослинницької продукції, джерелом надходження нітратів в організм людини можуть бути м'ясопродукти, молоко, питна вода. Все це результат негативного антропогенного навантаження на навколишнє середовище — ґрунт, водні ресурси, повітря. Зростаюча хімізація землеробства, особливо застосування високих доз мінеральних добрив, підсилюють напруженість в біологічному колообігу речовин, збільшують небезпеку забруднення агроландшафтів. До останнього часу вважалося, що основним забруднювачем середовища є промисловість, сільськогосподарське ж виробництво — більш благополучна галузь народного господарства. Але виявилося, що в сучасних умовах частка забруднювачів за рахунок засобів хімізації землеробства різко зростає.
Застосування зростаючої кількості мінеральних азотних добрив призводить до нагромадження надлишкового азоту, доля якого надалі складається по-різному. Певна частка його разом з ґрунтовими водами мігрує в межах профілю ґрунту. Але азот у формі нітратів вимивається до верхніх водоносних горизонтів і може нагромаджуватися у підґрунтових водах. З цієї причини значний рівень нітратів у ряді місць інтенсивного землеробства вже виявляється на глибині 10 м і більше.
Поступове, хоч і малопомітне нітратне забруднення питної води — явище тривожне. За нормами ФАО, гранично допустима концентрація NO3 - N у питній воді для помірних широт становить 22 мг/л. У ряді країн прийняті свої державні норми.
Забруднення підґрунтових вод відбувається не лише за нераціонального застосування добрив, а й внаслідок неправильного їх зберігання.
Навіть розкидані по полю мішки з-під добрив негативно впливають на якість підґрунтових вод, особливо на осушених землях.
Забруднення сполуками азоту вод відкритих водойм — ставків, річок, озер — відбувається внаслідок змивання азотистих сполук під час зрошення полів та атмосферними опадами.
Результати моніторингу, проведеного на агроландшафті Правобережного Лісостепу, свідчать про сезонне коливання вмісту нітратів у поверхневих і підґрунтових водах (табл. 44).
Вміст нітратів в атмосферних опадах коливається від 1,9 влітку до 3,2 мг/л восени, у водах р. Рось максимальну їх концентрацію виявлено влітку. Вона в середньому становила 3,5 мг/л, що відповідає концентрації, за якої починається евтрофікація водоймищ. У питній воді максимальних значень вміст нітратів досягав навесні — 114 мг/л за ГДК 50 мг/л. Навіть в артезіанських водах спостерігалося коливання вмісту нітратів від 1,1 до 2,5 мг/л. Наведені дані свідчать, що у водах агроландшафту підвищення концентрації нітратів спостерігалося переважно в періоди, коли поверхня полів була мінімально покрита рослинністю.
Таблиця 44
ВМІСТ НІТРАТІВ У ПОВЕРХНЕВИХ І ПІДҐРУНТОВИХ ВОДАХ (У СЕРЕДНЬОМУ ЗА 1978—1988 pp., мг/л води (Дегодюк Е. Г. та ін.,1992)
Таблиця 44
Для зменшення надходження азоту в геологічний колообіг пропонується посилити біологічний колообіг, основними критеріями якого є впровадження контурно-меліоративного землеробства, нормоване використання добрив, рівномірний їх розподіл по поверхні полів, роздрібнене внесення азотних добрив під зернові культури і багаторічні трави, широке впровадження в практику, де це можливо, післяжнивних та післяукісних посівів.
Істотний вплив на втрати азотистих сполук з ґрунтового покриву мають способи загортання туків. Особливо помітно зростають втрати поживних речовин зі стічними водами в річки та озера у зв'язку з розсіванням добрив по снігу, під час поверхневого внесення їх за безполицевих способів обробітку на схилах. На сьогодні антропогенна частка іонного стоку річок становить ЗО—60 % загального виносу солей. За даними американських вчених, на суглинкових ґрунтах у разі застосування добрив восени найменше азоту (19 г/га) втрачалося під час загортання їх на глибину до 20 см. Максимальні втрати азоту (726 г/га) мали місце за внесення добрив поверхнево, без наступного їх загортання (Бекер Ю., 1983).
Забруднення ґрунтів нітратами виникає не тільки за рахунок застосування великих доз мінеральних добрив, але й гною, гноївки, осаду стічних вод, які використовують для удобрення сільськогосподарських культур.
У місцях видобування корисних копалин, поблизу великих промислових підприємств, нагромадження у ґрунті азоту відбувається за рахунок газопилових викидів. Щоб уникнути негативних наслідків застосування азотних добрив, треба, перш за все, раціонально їх розподіляти по зонах, типах ґрунтів і окремих культурах. Певну роль відіграють форми азотних добрив. Аміачним формам, таким як сульфат амонію, властива дещо повільна здатність до нітрифікації, а нагромадження нітратів у ґрунті має розтягнутий характер, тому у разі внесення перед сівбою або в підживлення вони не нагромаджуються в стеблах, листках і плодах так швидко, як за внесення аміачної селітри. Нітрифікація амонію, рідкого аміаку і карбаміду відбувається порівняно швидше, ніж сульфату амонію. Із цього можна зробити висновок, що під листкові овочі необхідно, за можливості, застосовувати аміачні форми добрив, а нітратні — під зернові культури.
Важливе значення мають строки внесення азотних добрив. Найкраще вносити їх безпосередньо перед сівбою або в раннє підживлення. При цьому менше утворюється нітратів за рахунок нітрифікації і мобілізації екстраазоту ґрунту.
Нагромадження нітратів у ґрунті залежить також від способів внесення азотних добрив. Локальне застосування аміачних форм посилює надходження азоту в рослини порівняно з розкидним способом, підвищує врожайність сільськогосподарських культур, водночас знижує нітрифікацію амонію і нагромадження нітратів у рослинах.
За локального внесення аміачних форм нітрифікація відбувається лише на периферії осередка добрив, усередину якого мікроорганізми проникають тільки після їх розчинення. За такого способу азот споживається поступово, і в коренях значна частина азоту нітратів перетворюється в органічні сполуки. Уповільнення процесу нітрифікації на З—5 тижнів за локального способу внесення добрив дає можливість уникати нагромадження нітратів у рослинах і значно підвищити врожайність сільськогосподарських культур, не забруднених нітратами.
Запобігти нагромадженню нітратів можна також застосуванням мікроелементів молібдену, цинку, нікелю, а також інгібіторів нітрифікації. Знижується вміст нітратів у ґрунті та рослинах за оптимального поєднання азоту з органічними, фосфорними і калійними добривами. Зайняті пари, проміжні культури, сидерати і посіви багаторічних трав також сприяють одержанню чистої, без надлишків нітратів продукції.

Ви бачите тільки 30% питання.

Текст смс:
kksg
на номер
4345

Щоб отримати доступ до матеріалів сайту надішліть смс з текстом kksg на номер 4345. Після цього введіть номер мобільного, з якого ви надіслали смс. Вартість смс — 3 грн.