Применение минеральных удобрений

Практика Тема 1

Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства

    1. Понятие интенсификации

    Интенсификация с/х производства - это последовательно возрастающее вложение средств производства и труда на единицу земельной площади.

    Она осуществляется на основе укрепления материальной базы, увеличения производства минеральных и органических удобрений, химических средств защиты растений.

    Результатом процессов интенсификации сельского хозяйства становятся существенные негативные воздействия на природные комплексы и их компоненты, отрицательные изменения в состоянии окружающей среды.

    Современные процессы интенсификации характеризуются весьма высокой энерго- и ресурсоёмкостью. Возрастает энергетическая "цена" каждой пищевой калории. Повышение урожайности с 2 до 4 т/га обусловливает 10-кратное увеличение затрат энергии ископаемого топлива. Адаптированные системы сельского хозяйства, максимально использующие природный фон менее энергоёмки.

    Экологизация с/х производства - объективно обусловленная необходимость целенаправленного перехода от сугубо технократической политики к грамотному соединению достижений НТП с принципами природосообразности при организации и осуществлении различных видов производственной деятельности в сфере АПК.

Стратегия современной интенсификации земледелия заключается в дальнейшей интенсификации на лучших землях, в интеграции биологических, химических, технических и др. средств при одновременном сокращении работ в неблагоприятных условиях. При этом часть земель должна выводиться из оборота, переводиться в рекреации, заказники, парки или менее интенсивно используемые угодья. Такова тенденция развития земледелия в развитых странах.

Наложение новейших средств интенсификации на традиционные агроприёмы без учёта системных взаимодействий является главной причиной экологических эксцессов (импорт технологий из одних стран в другие без адаптации к местным условиям).

В экстенсивном земледелии урожайность обеспечивается в основном за счёт почвенных ресурсов; в интенсивном – благодаря использованию удобрений, мелиорантов и др. средств при их комплексном использовании.

Используя новейшие технологии, западноевропейские страны поддерживают высокий уровень применения минеральных удобрений – 200-500 кг/га. В РФ их окупаемость продукцией в 2-3 раза ниже, чем на Западе, а загрязнение ландшафтов и продукции иногда выше.

Применительно к земледелию суть проблемы заключается в максимальном использовании адаптивного потенциала растений с минимальными затратами невосполнимой энергии в системе рационального природопользования. Для решения этой задачи на практике необходима разработка систем земледелия, адаптированных к различным категориям агроландшафтов, социально-экономическим и другим уровням и формам интенсификации производства в системе экологических ограничений.

Отношение к интенсификации земледелия в мире приобретает всё более противоречивый характер (экологические противоречия).

Фермеры развитых стран «кормят» население в основном за счёт техногенно-химической интенсификации. С достижением благополучия это привело к нарастанию экологической напряжённости: загрязнение воды, почвы, воздуха, с/х продукции при применении агрохимикатов, а также к подавлению «полезных» сил природы (орнитофауна, энтомофауна).

В обществе последовала ответная реакция на экологическую угрозу. Консервативная часть потребовала отказаться от применения удобрений, пестицидов и др. химических средств. Возникли различные направления альтернативного земледелия: биодинамические, органические, органобиологические системы. Появилась международная федерация органического земледелия, объединившая фермеров этих направлений.

    2. Факторы интенсификации и их оценка

1) Химизация растениеводства

- проблемы применения минеральных и органических удобрений (транспортировка, хранение, внесение);

- проблемы качества растениеводческой продукции;

- проблемы применения средств защиты растений.

2) Экологические проблемы механизации.

3) Экологические проблемы мелиорации.

4) Экологические проблемы отраслей животноводства.

    3. Виды сельскохозяйственного загрязнения окружающей среды

1) Продукты эрозии (биогенные элементы → эвтрофикация водоёмов) – 10% в реки.

2) Минеральные удобрения.

3) Агрохимикаты.

4) Горюче-смазочные материалы.

5) Стоки с животноводческих ферм (продукты жизнедеятельности скота).

6) С/х производство (маслозаводы и др.).

Тема 2

Экологические проблемы химизации

Применение минеральных удобрений

К современным агрохимикатам относятся средства химизации сельского хозяйства, оказывающие большое влияние на агроценозы и их продуктивность. К ним относятся минеральные удобрения, химические средства защиты растений, регуляторы роста растений, искусственные структурообразователи почвы и т.п.

Применение органических и минеральных удобрений – одно из основных условий повышения урожайности с/х культур, а также важное звено технологий их выращивания. Функционирование агроценозов основывается на систематическом отчуждении больших количеств биогенных элементов. Так, с урожаями различных с/х культур из почвы выносится (в расчёте на 1 т основной и соответствующее количество побочной продукции) 17-67 кг азота, до 27 кг фосфора и до 114 кг калия (Дегодюк, 1988), поэтому очевидна необходимость постоянной эквивалентной компенсации потерь питательных элементов.

В последние годы баланс питательных веществ в земледелии РФ (кг/га NPK за 1 год) сократился в 6-7 раз.

Статистические данные свидетельствуют о том, что в настоящее время за счёт продукции, получаемой с помощью удобрений, обеспечивается пищей каждый четвёртый житель нашей планеты.

В начале 60-х годов профессор Фриц Бааде определил среднюю для всей планеты норму минеральных удобрений на 2000-й год. Она составила по 40 кг азота, фосфора и калия на 1 га. Мировая потребность в минеральных удобрениях – 300 млн тонн, в том числе – 170 млн т азотных, 70 млн т фосфорных и 60 млн т калийных. Для надёжного обеспечения населения нашей страны продовольствием необходимо следующее количество растениеводческой продукции, млн т: зерна 95 (4,75 млн грузовиков), сахарной свеклы 27, подсолнечника 3,5, картофеля 38, овощей 11,5. При этом потребность в минеральных удобрениях составит 10 млн т, в пестицидах – 8,5 тыс. т, в известьсодержащих материалах – 35,5 млн т. Для обеспечения стабильного функционирования АПК и расширенного воспроизводства почвенного плодородия России, по экспертным оценкам Минсельхозпрода, требуется 16,5 млн т минеральных удобрений.

По данным Д.М. Хомякова (1998), в 1996-1998 гг. объёмы внесения минеральных удобрений в России не превысили 1,4-1,7 млн т (примерно 14 кг на 1 га пашни), что примерно в 10 раз меньше научно обоснованной потребности.

Средства химизации земледелия применяются менее чем на 20% всей пахотной площади России.

Азотные удобрения

Азотные удобрения относятся к базисным компонентам химизации земледелия. Однако их высокие дозы могут привести к снижению почвенного плодородия и загрязнению продуктов питания нитратами. Примерно половина азота, вносимого с удобрениями, поглощаются растениями, остальное же улетучивается в атмосферу, сбрасывается в водоёмы и, накапливаются в почве, вызывая загрязнение окружающей среды.

Азотные удобрения относятся к наиболее энергозатратным. Их выпускают в твёрдом и жидком видах. Твёрдые подразделяют на: аммонийные (NH₄): сульфат аммония, хлорид аммония; аммонийно-нитратные (NH₄NO₃): аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония; нитратные (NO₃): натриевая и кальциевая селитра; амидные (NH₂): карбамид (мочевина), цианамид кальция.

Из жидких азотных удобрений широко применяют аммиачные (NH₃), в которых весь азот находится в виде аммиака (водного или безводного).

Важным источником накопления нитратов в почве является нитрификация. Под воздействием микроорганизмов нитрификаторов, присутствующих в любой почве происходит минерализация гумуса и внесённых органических удобрений, в результате образуются нитраты.

Фосфорные удобрения

Фосфорные удобрения представлены в основном легко усваиваемыми водорастворимыми видами: суперфосфат, двойной суперфосфат, а также сложными удобрениями – аммофос, диаммофос, нитроаммофоска, диаммофос, карбоаммофоска. Потребность живых организмов в фосфоре примерно в 10 раз меньше, чем в азоте. Он играет основную роль в процессах массо- и энегрообмена, в процессе размножения. Если дефицит азота можно компенсировать внесением органических удобрений, то недостаток фосфора можно устраняется только внесением минеральных удобрений.

Нельзя упускать из виду природоохранных аспектов проблемы фосфорного питания. С фосфорными удобрениями в почву попадают многочисленных токсичные элементы. Высоким содержанием загрязняющих веществ отличается суперфосфат (мышьяк – до 2,2 мг/кг, сера – до 4,5, кобальта – до 9).

Тема 3