Влияние использования удобрений на окружающую среду

Определение оптимального количества удобрений согласно требованиям культур рассматривается как основная необходимость построения рентабельной системы управления в отрасли сельского хозяйства. Эффективное (рациональное) использование удобрений под сельскохозяйственные культуры вызывают большой агрономический интерес. В современном мире возрастают требования безопасного использования удобрений, где целью является минимизация потерь элементов питания из удобрений и соответственно уменьшение загрязнений окружающей среды.

Потери питательных веществ из удобрений

Известно, что вносимые под культуры элементы питания находящихся в удобрениях определенно влияют на окружающую среду при выносе веществ -загрязнителей вместе с урожаем, при процессах выщелачивания, денитрификации, улетучивания и эрозии.

Вынос элементов питания с урожаем

В связи с поглощением питательных веществ сельскохозяйственными культурами в почве наблюдается истощение на основные компоненты. Поэтому для компенсирования недостаточного количества элементов питания применяют разновременное внесение удобрений в необходимом количестве, соизмеримым с выносом элементов питания при формировании урожая.

Выщелачивание

Процесс выщелачивания питательных веществ верхнего слоя почвы характерен для песчаных почв имеющих легкий гранулометрический состав, а также для хорошо осушенных почв. В первую очередь при выщелачивании происходят потери калия, магния и кальция из почвы. Также очень восприимчивый к выщелачиванию и азот, содержащийся в нитратной форме.

Денитрификация

Денитрификация – это потеря азота (либо в форме оксида азота либо в газовой форме) из почвы. Характерным этот процесс является в случае закисления почв, особенно в условиях заболачивания.

7.2.4 Улетучивание

Улетучивание – это потеря питательных веществ в результате испарения с вегетативной массы выращиваемых растений. Этот процесс характерен для аммиачных форм используемых азотных удобрений. Значительными могут быть потери аммиака в результате внесения повышенных норм удобрений или их применения в периоды, когда культуры минимально нуждаются именно в аммиачном азоте.

7.2.5 Эрозионные процессы

Возникновение эрозионных процессов на полях часто вызывают огромные потери элементов питания сельскохозяйственных культур находящихся в верхнем слое почвы. Вследствии этого постепенно ухудшается их бонитет и соответственно деградация почвы. Часто вместе со смывом почвы при эрозии осуществляются и существенные потери фосфора, как одного из главных макроэлементов питания культур.

7.3 Управление количеством питательных веществ растений в почве

Безграмотное и нерациональное управление балансом питательных веществ в растениях ведет к отрицательным экологическим последствиям, которые возникают в результате перемещения питательных веществ в системе «почва –  с.-г. культуры».

Основные причины отрицательного воздействия на окружающую среду вследствии использования удобрений описаны ниже:

7.4 Использование удобрений и качество окружающей среды

Нерациональное использование удобрений может привести к загрязнению окружающей среды. Среди причин возникновения различных видов загрязнения окружающей среды выделяют эвтрофикацию, высокий уровень нитратов в воде и почве, подкисление, а также выбросы парниковых газов.

7.4.1 Эвтрофикация

Эвтрофикация – это процесс, при котором у водоемы (пруды, каналы, озера, и т.д.) поступает избыточное количество питательных веществ (нитратов от внесенных азотных удобрений), которые являются стимуляторами чрезмерного роста растений (водоросли, сорняки и т. д.). В результате увеличения биомассы растений значительно уменьшается количество растворенного в воде кислорода. Это может привести к гибели гидробионтов, то есть различных видов организмов живущих в водной толще. Эвтрофикация способствует появлению характерных визуальных признаков на поверхности воды. При этом вода начинает иметь определенный зеленоватый, желтоватый, коричневатый или красноватый оттенок.

Эвтрофикация является результатом внесения чрезвычайно высоких норм минеральных удобрений с целью получения максимально возможной урожайности. Кроме того, высокая растворимость этих удобрений приводит к увеличение стока, а также вымыванию питательных веществ в грунтовые воды.

7.4.2 Высокая концентрация нитратов в воде

Нитрат-ион, образующийся в результате внесения азотных удобрений в почву, способен выщелачиваться из почвенно-поглощенного комплекса в грунтовые воды или перемещаться по дренажным каналам. Считается, если концентрация нитратов в грунтовых водах превышает 10 мг/л, такие воды являются токсичными. Поэтому вода с повышенным содержанием нитратов не должна использоваться в качестве питьевой.

7.4.3 Подкисление почвы

Постоянное использование азотосодержащих минеральных и органических удобрений может привести к закислению почвы, вследствии чего почва начинает приобретать кислую реакцию среды. Закисление почвы определенно влияет на доступность питательных веществ в почве, особенно фосфора и некоторых микроэлементов. Повышенную кислотность можно исправить с помощью применения мелиорантов, в частности внесения извести.

7.4.4 Эффекты атмосферы

Метан выделяется из пахотных земель, которые постоянно находятся в условиях повышенного водного содержания. Выбросы метана распространены на рисовых полях (низинный рис). Эти выбросы пропорционально увеличиваются от количества применяемых удобрений на основе аммония, что может способствовать изменению климата, посколько метан является мощным парниковым газом.

Увеличение использования азотосодержащих удобрений приводит к некоторой потере закиси азота (N2O) через процессы денитрификации. Закись азота является третьим по значимости парниковым газом после углекислого газа и метана.